COVID-19住院人數的迅速增加給全球呼吸機庫存造成了前所未有的壓力。我司安森美半導體及業務被美國國土安全部視為必不可少的重要的基礎設施，因為我司是半導體器件供應商之一，而半導體器件是醫療設備制造商供應鏈中的關鍵器件。

我司的產品用于各種醫療設備，包括幫助COVID-19重癥患者維持呼吸的呼吸機。

如果患者不能自行呼吸，呼吸機會使空氣進出肺部，應用或用例可能相當廣泛。通常，這機器會推動加濕和加熱的空氣及補充的氧氣進入肺部。這設備用于重癥監護室、急診室、救護車（即急救情況）和家中。

醫療呼吸機方案框圖

隔離電源: PFC級

電網電壓由橋式整流器GBU8K（800V，8A，200A過載峰值）進行整流。
功率因數校正(PFC)控制器NCP1654控制隔離電源單元的PFC升壓級。它控制功率N-MOSFETFCPF250N65S3R0L（650V，12A，250mΩ）。
二極管MSR860G（600V，8A）也用于PFC升壓。
NCP1654的輔助電源由NCP1399的專用輸出供電（LLC級）。

隔離電源-諧振半橋LLC轉換級

主控制器NCP1399驅動高邊和低邊N-MOSFET FCD260N65S3（650V，12 A，260mΩ）。它采用專用輸出以驅動PFC控制器。此特性結合專有的跳周期模式技術，進一步提升輕載能效。NCP1399提供一系列保護功能，可確保任何應用的安全操作。這包括過載保護、過流保護，以防止硬開關周期、欠壓檢測、光耦合器開路檢測、自動死區時間調整，過壓(OVP)和過溫(OTP)保護。 同步整流控制器NCP4306用于半橋轉換器次級端整流；它驅動N-MOSFET FQP55N10(100C，55A，26mΩ，TO-220)或NTMFS6H848NL(80 V，59 A，8.8mΩ，SO-8FL/ DFN-5封裝）。 從次級端到半橋控制器對NCP1399的響應由兩個光耦合器FOD8717或FODM1008完成。

電源管理

兩個LM2576降壓轉換器用于降低LLC級的輸入電壓。接下來是兩個電源管理集成電路。NCV97310是三個輸出穩壓器，含一個低Iq的電池連接的3A 、2MHz非同步開關和兩個低壓1.5A 2MHz同步開關；全部使用集成功率晶體管。高壓開關能夠以恒定的2MHz開關頻率將4.1V至18V的電池輸入轉換為5V或3.3V的輸出，可提供高達3A的電流。NCP6922C在4x4 mm20引腳WQFN封裝中集成兩個高能效、帶動態電壓縮放(DVS)的800 mA降壓DC-DC轉換器和兩個低壓降(LDO)穩壓器。

電池管理

開關電池充電器模塊設計用于2-3-4電池單元應用。 NCP1871器件基于一個完整的NMOS DC-DC控制器構建，把高壓充電器適配器電壓降低到與電池組電壓在相同范圍的穩壓系統電源。這限制了系統供電電壓變化并提高了核心轉換器的能效。 該器件含壓降監測、充電器適配器驗證和模塊以及智能電池連接控制。密切監控適配器電流、充電電流和系統電流，并提供圖像給主機處理器。可經由一個I2C或系統管理總線接口編程。

微控制器(MCU)和處理

對于MCU管理方案，我們可提供標準邏輯器件–可編程時鐘FS7140用于時鐘分配。另外，我們的電壓監控器NCP308用于監測CPU的輸入電壓電平（支持手冊–外部重置）。此外，我們可以提供FAN3852麥克風上的語音指令輸入所需的器件到數字前置放大器。對于器件反饋我們可以提供音頻放大器NCP2820。LC823455是成熟的音頻處理器，帶有雙ARMcortex M3和32位數字信號處理(DSP)。經驗證，LC823455是采用Sensory算法（需授權，包括觸發短語和多達75個命令）的語音用戶接口（VUI）。LC823455還支持多達4個麥克風輸入以及模擬和數字音頻輸出。 為了處理來自傳感器的輸入，我們提供低噪聲運算放大器和模數轉換器NCD98010。為了控制連接到設備的可選USB，提供負載開關FPF1048和ESD8472保護。對于聯接，我們提供醫療版本的RSL10藍牙系統單芯片和雙向光耦合器FOD8012A。

LCD顯示和觸摸屏模塊

對于LCD應用，我們建議的器件主要用于背光驅動器和電容觸摸LED驅動器CAT32。如果設計人員希望不閃爍地驅動背光燈，可使用NSI50150線性驅動器結合數字電位計來設置背光燈強度，使用環境光傳感器LV0104CS進行外部光靈敏度測量，使用觸摸數字轉換器LC717A10AR來處理觸摸輸入。如果終端應用需要顯示輸出，可使用我們的HDMI ESD7104保護來保護數據線。

無刷直流(BLDC)驅動模塊

對于氣泵主要器件BLDC壓縮機的驅動器，我們可提供LV8968BLDC門極驅動器，支持經由串行外設接口(SPI)、脈寬調制(PWM)輸入進行編程，6個門極驅動器提供400mA門極電流到外部電源橋，因而可使用低阻抗功率FET以及邏輯電平FET。所有FET都有過流、短路、過溫和門極欠壓保護。多種保護和監測功能使該器件適合ISO26262應用。三個獨立的低邊源極引腳支持多個分流測量。 該器件還包括一個可編程線性穩壓器、一個快速電流檢測放大器和一個支持微控制器的窗口看門狗。SPI接口支持實時參數設置和診斷。關鍵系統參數可編程到非易失性一次性可編程(OTP)存儲器中。各種可選的外設以支持從簡單的無傳感器反電動勢(BEMF)換向到復雜的磁場定向算法的電機控制。該方案可搭配Arduino DUE板使用。

閥模塊

閥由集成N-FET預驅動器NCV7120的十六進制電磁線圈電流控制器控制。每個預驅動器通道都含具有抖動調制功能的可編程PWM電流控制器。它能夠控制電磁線圈的6個低邊N-MOSFET NTMFD5C680NL(3x，60V，26A，28mΩ)。為提高安全性和保護，該芯片集成3個高邊預驅動器。 內部裝有電荷泵，可驅動高邊N-MOSFET NTMFS5C442NL(40V，130A，2mΩ)作為反極性保護。為此使用了3個外部二極管HN2D02FUTW1T1G。 兩個MOSFET NTMFS5C468NL(40V，37A，10.3mΩ)用作故障保護。NCV7120經由SPI與主MCU通信。3個二極管MURS210T3G用于再循環。