JP7257145B2 - 呼吸治療デバイスのための電源 - Google Patents
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Description
本出願は、米国仮出願第62/334,600号(出願日:2016年5月11日)に対する優先権を主張する。本明細書中、同文献の開示無いようを参考のため援用する。
本技術は、呼吸デバイスまたは装置のための電源に関する。例えば、本技術は、電源プラグから呼吸デバイスのへの接続の切断時または電源プラグの故障時に呼吸デバイスへの給電を有効に行う電源デバイスまたは装置に関連し得る。本技術は、呼吸デバイスが使用されていないときに電源デバイスまたは装置から引き出される電力を最小化することにも関連する。
6.1 概要
本技術についてさらに詳細に説明する前に、本技術は、本明細書中に記載される異なり得る特定の実施例に限定されるのではないことが理解されるべきである。本開示中に用いられる用語は、本明細書中に記載される特定の実施例を説明する目的のためのものであり、限定的なものではないことも理解されるべきである。
呼吸治療デバイスは、複数の異なる種類の電源のうちいずれかにより給電されるように、構成され得る。例えば、図4に示すように、AC電源410(例えば、電源プラグ)は、電気連結器を通じて電力コネクタ130あるいはバッテリーパックの一体電源ケーブル/プラグまたはそのハウジングを介してPAPデバイス202のコンポーネント(例えば、流れ生成器404)へ任意選択的に接続され得る。この点について、AC電源410(mains)は、例えばAC-DC電力変換器プラグパック電源を用いて電力コネクタ130を通じて流れ生成器404へおよび/またはバッテリーパック102へ接続され得る。よって、AC電源410は、AC電力信号からDC電力信号への変換を行うように、AC/DCアダプタ(図示せず)を通じて接続し得る。例えば、電源プラグ源によって生成される120ボルト(V)または240ボルト(V)交流(AC)の電力信号は、AC/DCアダプタによって受信され得、AC/DCアダプタによって24V直流(DC)信号または12VDC信号以上または以下へ変換され得る。変換されたDC信号は、例えばバッテリーパックの充電のために、AC/DCアダプタから直接流れ生成器404へ出力されかつ/またはバッテリーパック102へ出力され得る。
例示的バッテリーパックのコンポーネントを、バッテリー102の模式図である図6の図に示す。図6に示すように、バッテリーパックは、電力システム610と、インターフェース660および680と、1つ以上のコントローラ(例えば、マイクロコントローラ670)を含み得る。よって、バッテリーパックのコンポーネントと、その各動作とが、ハードウェアおよび/またはソフトウェアによって制御され得る。例えば、ハードウェアは、バッテリーのいくつかの機能を制御するように実装され得る(例えば、バッテリーパックの電池(単数または複数)の充電、バッテリーパックケーシング内部の温度測定、バッテリー保護機能の提供、およびバッテリー活性化(例えば、電力オンおよび電力オフ))。ソフトウェアは、アラート状態またはエラーの監視、電池(単数または複数)の充電状態の監視、バッテリー状態(すなわち、充電量、バッテリー健康など)の表示、正しい種類および量の電源からバッテリーへ給電が行われる場合のバッテリー充電の活性化、充電電力制限の制御、および他のシステムコンポーネントとの通信のための機能を実装し得る。本明細書中に記載のコントローラ(例えば、マイクロコントローラ 670)によって行われる機能は、1つ以上のタイマーおよび論理デバイス(例えば、プログラマブルロジックデバイス)、特定用途向け集積回路(「ASIC」)、または他の別個の論理デバイスによって行われてもよい。ソフトウェアおよびハードウェア機能は、以下に述べるモジュールによって実装され得る。
バッテリーシステムのいくつかの内部回路コンポーネントは、呼吸治療デバイスが動作していない場合でも、電池(単数または複数)充電から電力を引き出し得る。例えば、内部電池(単数または複数)電圧よりも高いかまたは低い調節された出力電圧を提供する内部回路(例えば、出力DC/DC変換器640)をバッテリーシステムが含む場合、これらのバッテリーシステムは、一般的に電池(単数または複数)を経時的に消耗させ得る。そのため、変換器は、バッテリーのための他のシステムが動作していない場合でも、電池(単数または複数)から継続的に電力を引き出すことができる。そのため、いくつかのバージョンにおいて、呼吸治療デバイスが呼吸用途(例えば、患者への治療提供)のために動作していない場合にバッテリーシステムの内部回路コンポーネントのうち多くを動作させない/に給電しないことにより、バッテリー電池(単数または複数)の充電の寿命はを向上させることができる。
呼吸治療デバイスのバッテリーパックは、複数の電力状態において動作し得る。下記の表1に示すように、電力状態は、「スリープ」、「アイドル」、「供給」、「充電」および「UPS」を含み得る。複数の電力状態は、電源ユニット(PSU)が取り付けられておりかつ/または活性状態であるか、流れ生成器(例えば、流れ生成器404)が作動しておりかつ/または取り付けられているか、バッテリーからの電力を要求する入力をユーザが供給しているか、バッテリーがオフになっているかなどに基づき得る。
本特許文書の開示の一部は、著作権保護が与えられる内容を含む。著作権所有者は、何者かが本特許文書または本特許開示をファックスにより再生しても、特許局および特許庁の特許ファイルまたは記録に記載されるものであれば目的のものであれば異論は無いが、その他の目的については全ての著作権を保持する。
なお、出願当初の特許請求の範囲の記載は以下の通りである。
請求項1:
呼吸可能なガスの流れを患者へ生成する呼吸治療デバイスであって:
ハウジングと;
前記呼吸可能なガスの流れを生成する、前記ハウジング内の流れ生成器であって、前記流れ生成器は動作電圧を有する、流れ生成器と;および
前記ハウジングと係合可能なバッテリーパックであって、前記バッテリーパックは、前記流れ生成器に給電するように構成される、バッテリーパックと、を含み、
前記バッテリーパックは、スタンバイモードと動作モードとの間で切り替わるように構成されたスタンバイ回路を含む、呼吸治療デバイス。
請求項2:
前記スタンバイ回路は、前記スタンバイモードのときに前記流れ生成器の動作電圧よりも低いスタンバイ動作電圧を提供するように構成される、請求項1に記載の呼吸治療デバイス。
請求項3:
前記スタンバイ回路は、スタンバイモードのときに前記スタンバイ動作電圧により前記流れ生成器の電流需要を検出するように構成される、請求項2に記載の呼吸治療デバイス。
請求項4:
前記流れ生成器は、電流制御回路およびスイッチをさらに含み、前記電流制御回路は、前記スイッチの起動時に制御された電流を提供する、請求項3に記載の呼吸治療デバイス。
請求項5:
前記バッテリーパックは、前記バッテリーパックの電圧を前記流れ生成器の動作電圧へ変換する変換器をさらに含む、請求項4に記載の呼吸治療デバイス。
請求項6:
前記スタンバイ回路は、前記流れ生成器の前記制御された電流が検出されたときに前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項5に記載の呼吸治療デバイス。
請求項7:
前記変換器は、前記バッテリーパックの電圧を前記流れ生成器の前記動作電圧まで上昇させるように構成された直流/直流(DC/DC)変換器である、請求項5~6のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
請求項8:
前記スタンバイ回路は、前記流れ生成器からの前記制御された電流が所定の閾値を超えていることが検出されたとき、前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項5~7のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
請求項9:
前記スタンバイ回路は、前記流れ生成器からの前記制御された電流が所定の期間にわたって所定の閾値を超えていることが検出されたとき、前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項5~8のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
請求項10:
前記バッテリーパックは、マイクロプロセッサをさらに含む、請求項1~9のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
請求項11:
前記スタンバイ回路は、スタンバイモードのときに前記スタンバイ動作電圧を用いて前記流れ生成器の電流需要を検出する電圧ウィンドウ検出器をさらに含む、請求項2~10のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
請求項12:
前記スタンバイ回路は、前記マイクロプロセッサを起動させるための内部電力信号を前記マイクロプロセッサに提供するように構成される、請求項10~11のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
請求項13:
前記スタンバイ回路は、前記動作モードの起動前に前記検出された電流需要を評価するために前記マイクロプロセッサを起動させるための内部電力信号を前記マイクロプロセッサに提供するように構成される、請求項10~11のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
請求項14:
前記マイクロプロセッサは、起動されると、前記流れ生成器からの前記制御された電流が所定の期間にわたって前記所定の閾値を超えているかを決定し;かつ
前記制御された電流が前記所定の期間にわたって前記所定の閾値を超えることが決定された場合、前記変換器を活性化させて前記動作モードにする、請求項13に記載の呼吸治療デバイス。
請求項15:
前記マイクロプロセッサは、起動されると、前記流れ生成器からの前記制御された電流が所定の期間にわたって前記所定の閾値を超えているかを決定し;かつ
前記制御された電流が前記所定の期間にわたって前記所定の閾値を超えないことが決定された場合、前記マイクロプロセッサの起動解除をトリガする、請求項13~14のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
請求項16:
前記スタンバイ回路は、前記検出された電流需要を前記電圧ウィンドウ検出器へ提供する高側方電流ミラー回路を含む、請求項11~12のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
請求項17:
前記流れ生成器は、前記バッテリーパックが前記不足電圧ロックアウト回路への入力において前記スタンバイ動作電圧を生成した場合に前記流れ生成器をディセーブルするように構成された不足電圧ロックアウト回路を含む、請求項2~15のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
請求項18:
前記不足電圧ロックアウト回路は、前記バッテリーパックが前記不足電圧ロックアウト回路への前記入力において前記スタンバイ動作電圧よりも高い電圧を生成した場合に前記流れ生成器をイネーブルするように構成される、請求項17に記載の呼吸治療デバイス。
請求項19:
前記流れ生成器は、前記流れ生成器を気道陽圧治療を生成するように制御するように構成されたコントローラを含む、請求項1~17のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
請求項20:
患者への呼吸可能なガスの流れを生成する呼吸治療デバイスのためのバッテリーパックであって、前記バッテリーパックは、
流れ生成器ハウジングへ挿入されるバッテリーハウジングと;
電圧を生成する前記バッテリーハウジング内の電池と;
前記電池からの前記電圧から前記呼吸治療デバイスの動作電圧への変換を行う変換器と;
前記動作電圧を前記流れ生成器の入力コネクタへ提供するように構成された前記バッテリーパックの出力コネクタと;および
前記バッテリーパックへ接続されたスタンバイ回路と、を含む、バッテリーパック。
請求項21:
前記スタンバイ回路は、スタンバイモードで構成され、前記スタンバイモードにおいて、前記スタンバイ回路は、前記流れ生成器の前記動作電圧よりも低いスタンバイ動作電圧を前記出力コネクタへ提供する、請求項20に記載のバッテリーパック。
請求項22:
前記スタンバイ回路は、前記スタンバイモードにおいて前記出力コネクタにおける前記流れ生成器の電流需要を前記スタンバイ動作電圧を用いて検出するように構成される、請求項21のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
請求項23:
前記スタンバイ回路は、前記スタンバイモードにおいて前記変換器をディセーブルするように構成される、請求項21~22のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
請求項24:
前記スタンバイ回路は、制御された電流が前記流れ生成器の前記出力コネクタにおいて前記スタンバイ動作電圧によって検出された場合、前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項21~22のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
請求項25:
前記変換器は、前記前記バッテリーパックの電圧を前記流れ生成器の前記動作電圧まで上昇させるように構成された直流/直流(DC/DC)変換器である、請求項20~24のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
請求項26:
前記スタンバイ回路は、所定の閾値を超える制御された電流が前記出力コネクタにおいて検出された場合に前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項20~25のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
請求項27:
前記スタンバイ回路は、所定の閾値を超える制御された電流が所定の期間にわたって前記出力コネクタにおいて検出された場合に前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項20~25のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
請求項28:
前記スタンバイ回路は、高側方電流ミラー回路を含む、請求項20~27のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
Claims (28)
- 呼吸可能なガスの流れを患者へ生成する呼吸治療デバイスであって、
ハウジングと、
前記呼吸可能なガスの流れを生成する、前記ハウジング内の流れ生成器であって、前記流れ生成器は前記呼吸可能なガスの流れを生成するための動作電圧を有する、流れ生成器と、
前記ハウジングと係合可能なバッテリーパックであって、前記バッテリーパックは、前記流れ生成器に給電するように構成される、バッテリーパックと
を含み、
前記バッテリーパックはスタンバイ回路とマイクロプロセッサとを含み、該スタンバイ回路と該マイクロプロセッサとは、前記バッテリーパックから電流が引き出されたことを検出したときに、前記バッテリーパックをスタンバイモードから動作モードへと切り替えるデュアルステージ起動を実行するように構成され、前記動作モードは前記動作電圧を生成するためのものであり、
前記デュアルステージ起動の第1の段において、前記スタンバイ回路は前記引き出された電流が所定の閾値を超えているかを検出し、前記引き出された電流が所定の閾値を超えていることを検出した後に、前記スタンバイ回路は、前記デュアルステージ起動の第2の段用の前記バッテリーパックのコンポーネントに給電するために、前記バッテリーパックの内部電力回路に前記スタンバイモードのための低電圧内部電力信号を送り、前記第2の段において、前記マイクロプロセッサは、前記動作モードに切り替えるために、前記引き出された電流が所定の期間にわたって特定範囲内に維持されるかを検出する、呼吸治療デバイス。 - 前記スタンバイ回路は、前記スタンバイモードのときに、前記動作モードの前記流れ生成器の前記動作電圧よりも低いスタンバイ電圧を提供するように構成される、請求項1に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記スタンバイ回路は、スタンバイモードのときに前記スタンバイ電圧により前記流れ生成器の電流需要を検出するように構成される、請求項2に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記流れ生成器は、電流制御回路およびスイッチをさらに含み、前記電流制御回路は、前記スイッチの起動時に制御された電流引き出しを提供する、請求項3に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記バッテリーパックは、前記バッテリーパックの電圧を前記流れ生成器の動作電圧へ変換する変換器をさらに含む、請求項4に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記スタンバイ回路は、前記流れ生成器の前記制御された電流引き出しが検出されたときに前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項5に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記変換器は、前記バッテリーパックの電圧を前記流れ生成器の前記動作電圧まで上昇させるように構成された直流/直流(DC/DC)変換器である、請求項5~6のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記スタンバイ回路は、前記流れ生成器からの前記制御された電流引き出しが所定の閾値を超えていることが検出されたとき、前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項5~7のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記スタンバイ回路は、前記流れ生成器からの前記制御された電流引き出しが所定の期間にわたって所定の閾値を超えていることが検出されたとき、前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項5~8のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記バッテリーパックは、マイクロプロセッサをさらに含む、請求項5~9のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記スタンバイ回路は、スタンバイモードのときに前記スタンバイ電圧を用いて前記流れ生成器の電流需要を検出する電圧ウィンドウ検出器をさらに含む、請求項10に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記スタンバイ回路は、前記マイクロプロセッサを起動させるための内部電力信号を前記マイクロプロセッサに提供するように構成される、請求項10~11のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記スタンバイ回路は、前記動作モードの起動前に検出された電流需要を評価するために前記マイクロプロセッサを起動させるための内部電力信号を前記マイクロプロセッサに提供するように構成される、請求項11~12のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記マイクロプロセッサは、起動されると、前記流れ生成器からの前記制御された電流引き出しが所定の期間にわたって所定の閾値を超えているかを決定し、かつ
前記制御された電流引き出しが前記所定の期間にわたって前記所定の閾値を超えることが決定された場合、前記変換器を活性化させて前記動作モードにする、請求項13に記載の呼吸治療デバイス。 - 前記マイクロプロセッサは、起動されると、前記流れ生成器からの前記制御された電流が所定の期間にわたって前記所定の閾値を超えているかを決定し、かつ
前記制御された電流が前記所定の期間にわたって前記所定の閾値を超えないことが決定された場合、前記マイクロプロセッサの起動解除をトリガする、請求項13~14のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。 - 前記スタンバイ回路は、前記検出された電流需要を前記電圧ウィンドウ検出器へ提供する高側方電流ミラー回路を含む、請求項13~15のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記流れ生成器は、前記バッテリーパックが前記不足電圧ロックアウト回路への入力において前記スタンバイ電圧を生成した場合に前記流れ生成器をディセーブルするように構成された不足電圧ロックアウト回路を含む、請求項2~15のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記不足電圧ロックアウト回路は、前記バッテリーパックが前記不足電圧ロックアウト回路への前記入力において前記スタンバイ電圧よりも高い電圧を生成した場合に前記流れ生成器をイネーブルするように構成される、請求項17に記載の呼吸治療デバイス。
- 前記流れ生成器は、前記流れ生成器を気道陽圧治療を生成するように制御するように構成されたコントローラを含む、請求項1~17のうちいずれか一項に記載の呼吸治療デバイス。
- 患者への呼吸可能なガスの流れを生成する呼吸治療デバイスのためのバッテリーパックであって、前記バッテリーパックは、
流れ生成器ハウジングへ挿入されるバッテリーハウジングと、
電圧を生成する前記バッテリーハウジング内の電池と、
前記電池からの前記電圧から前記呼吸治療デバイスの動作電圧への変換を行う変換器と、
前記動作電圧を前記流れ生成器の入力コネクタへ提供するように構成された前記バッテリーパックの出力コネクタと、
前記バッテリーパックへ接続されたスタンバイ回路であって、前記スタンバイ回路とマイクロプロセッサが、スタンバイモードからデュアルステージ起動を行うように構成され、前記バッテリーパックから電流が引き出されたことを検出したときに、前記動作電圧を生成するために前記バッテリーパックの動作モードを開始するように構成されるスタンバイ回路と
を含み、
前記デュアルステージ起動の第1の段において、前記スタンバイ回路は前記引き出された電流が所定の閾値を超えているかを検出し、前記引き出された電流が所定の閾値を超えていることを検出した後に、前記スタンバイ回路は、前記デュアルステージ起動の第2の段用の前記バッテリーパックのコンポーネントに給電するために、前記バッテリーパックの内部電力回路に低電圧内部電力信号を送り、前記第2の段において前記マイクロプロセッサは、前記動作モードに切り替えるために、前記引き出された電流が所定の期間にわたって特定範囲内に維持されるかを検出する、バッテリーパック。 - 前記スタンバイ回路は、スタンバイモードで構成され、前記スタンバイモードにおいて、前記スタンバイ回路は、前記動作モードの前記流れ生成器の前記動作電圧よりも低いスタンバイ電圧を前記出力コネクタへ提供する、請求項20に記載のバッテリーパック。
- 前記スタンバイ回路は、前記スタンバイモードにおいて前記出力コネクタにおける前記流れ生成器の電流需要を前記スタンバイ電圧を用いて検出するように構成される、請求項21に記載のバッテリーパック。
- 前記スタンバイ回路は、前記スタンバイモードにおいて前記変換器をディセーブルするように構成される、請求項21~22のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
- 前記スタンバイ回路は、制御された電流が前記流れ生成器の前記出力コネクタにおいて前記スタンバイ電圧によって検出された場合、前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項21~22のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
- 前記変換器は、前記前記バッテリーパックの電圧を前記流れ生成器の前記動作電圧まで上昇させるように構成された直流/直流(DC/DC)変換器である、請求項20~24のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
- 前記スタンバイ回路は、所定の閾値を超える制御された電流が前記出力コネクタにおいて検出された場合に前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項20~25のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
- 前記スタンバイ回路は、所定の閾値を超える制御された電流が所定の期間にわたって前記出力コネクタにおいて検出された場合に前記変換器をイネーブルするように構成される、請求項20~25のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
- 前記スタンバイ回路は、高側方電流ミラー回路を含む、請求項20~27のうちいずれか一項に記載のバッテリーパック。
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