医用控温毯控制系统设计方案
一、医用控温毯的实用意义
在临床环境下，物理升降温的治疗方法非常常见。物理降温可用于亚低温治疗法，脑组织受损的患者可依赖亚低温治疗（28~35℃）使脑部在血氧不足的情况下有更高的耐受度；物理升温可用于手术或康复治疗，防止术后并发症或全身麻醉时间过长而出现的体温过低情况。
传统物理升降温常常采用冰袋冷敷、擦拭酒精、电热毯加热、热水袋热敷等手段来保持患者正常体温，但都难以控制温度，且费时费力，又存在漏电或过度加热致烫伤等风险，而医用控温毯的存在大大降低了医护工作者的工作难度。它通过控制设备内循环液体的温度，从而调控人体温度，达到恢复正常体温的目的。
与国外医疗环境条件相比，国内医用控温产品的发展起步相对较晚，所以国产医用控温毯和国外同类型产品相比仍存在一定差距，主要体现在安全可靠性能、控温精度及ui操作界面等方面。
二、医用控温毯控温原理
市面上大部分医用控温毯依赖于压缩机制冷和加热管实现升降温，但其缺点是不够绿色环保、成本高、所占空间体积大、噪音困扰及安全隐患大等。2015年 zhang guijie设计了一款通过半导体制冷器（thermo electric cooler），tec）来作为升降温模块的医用控温毯控制系统，对传统医用控温毯的缺点进行改善。
tec是利用帕尔贴效应，通过在半导体组成的pn结两端施加dc电流，将电能转化为热能来发热的。如图所示，在冷端，电流从n型半导体到p型半导体时会吸热；而在热端，电流则在从p型半导体流向n型半导体时放热。电源正负极对调时，冷热端也要对调。
【半导体控温原理图】
三、主控系统电路主要元件选择
【控制系统总体方案】
控制系统分为两部分，一是主控系统电路，二是驱动电路。下面是主控系统电路中主要元件的选择。
tec半导体制冷器fl-200w-24hc，v=24v，i=12.5a
中央处理器 stm32f103vet6
数字隔离器 adum1201 /adum1200/adum1300
数字温度传感器 ds18b20
高精度人体温度传感器 adt7320
数字控制模拟电子开关芯片 cd4051
线性电流传感器 acs712-20a
信号放大器 op07
非接触式读写卡芯片 mfrc522
存储芯片 at24c04
隔离开关电源 nes-15-12
三端稳定器 lm78l05/ams1117-3.3
反向电荷泵芯片 max660
隔离dc-dc电源模块 vrb1205ymd-6wr2/b0505d-1wr2
四、驱动电路总体结构
驱动电路主要由h桥模块电路和继电器模块电路构成。
1. h桥模块电路：将电源24v电压转化为可调的输出电压传递给继电器模块，并为隔离端供电，输出电流给主控系统。
2. 继电器模块：将接受的信号实现成相应的动作，达到h桥模块电路和半导体制冷器之间的通断效果，对tec进行双重保护，提高工作安全性。
【控制输入总体结构】
五、h桥模块驱动电路设计
h桥模块电路主要由h桥驱动电路、滤波电路、以及其他电路这三个部分构成。其中，h桥驱动电路是整个模块的核心。
【h桥驱动电路】
六、h桥驱动电路中mos管的选择
h桥驱动电路中的功率mos管可采用vbsemi台湾微碧品牌的vbe1606，具有6.3mω极低的导通电阻，vds=60v，可耐受175℃的运行温度，id=97a（tc=25℃），参数完全可以满足驱动本电路中使用的tec的需求条件。
可供选择的vbsemi微碧mos管型号
①vbe1606
②vbl1606
③vbncb1603
④vbn1603
⑤vbm1606
【可供选择的vbsemi微碧mos管型号】
七、微碧半导体mos管封装及应用
微碧半导体企业主要产品的封装有：sop-8 、to-220（f）、to-263、to-247、to-252、to-251、sot-23、sot-223、sot-89、qfn等系列封装产线。
微碧部分mos管产品封装
广泛应用于3c数码、安防设备、测量仪器、广电教育、家用电器、军工/航天、可穿戴设备、汽车电子、网络通信、物联网iot、新能源、医疗电子、照明电子、智能家居、电脑主板显卡、mid\umpc 、gps、蓝牙耳机、pdvd、车载dvd、汽车音箱、液晶显示器、移动电源、手机电池（锂电池保护板）、led电源等产品。微碧半导体有限公司以饱满的激情，拼搏务实的干劲，不断创新进取，致力于为客户群体打造出一座高效、便捷、直通、优质的服务桥梁。
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在临床环境下，物理升降温的治疗方法非常常见。物理降温可用于亚低温治疗法，脑组织受损的患者可依赖亚低温治疗（28~35℃）使脑部在血氧不足的情况下有更高的耐受度；物理升温可用于手术或康复治疗，防止术后并发症或全身麻醉时间过长而出现的体温过低情况。
传统物理升降温常常采用冰袋冷敷、擦拭酒精、电热毯加热、热水袋热敷等手段来保持患者正常体温，但都难以控制温度，且费时费力，又存在漏电或过度加热致烫伤等风险，而医用控温毯的存在大大降低了医护工作者的工作难度。它通过控制设备内循环液体的温度，从而调控人体温度，达到恢复正常体温的目的。
与国外医疗环境条件相比，国内医用控温产品的发展起步相对较晚，所以国产医用控温毯和国外同类型产品相比仍存在一定差距，主要体现在安全可靠性能、控温精度及ui操作界面等方面。
二、医用控温毯控温原理
市面上大部分医用控温毯依赖于压缩机制冷和加热管实现升降温，但其缺点是不够绿色环保、成本高、所占空间体积大、噪音困扰及安全隐患大等。2015年 zhang guijie设计了一款通过半导体制冷器（thermo electric cooler），tec）来作为升降温模块的医用控温毯控制系统，对传统医用控温毯的缺点进行改善。
tec是利用帕尔贴效应，通过在半导体组成的pn结两端施加dc电流，将电能转化为热能来发热的。如图所示，在冷端，电流从n型半导体到p型半导体时会吸热；而在热端，电流则在从p型半导体流向n型半导体时放热。电源正负极对调时，冷热端也要对调。
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三、主控系统电路主要元件选择
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tec半导体制冷器fl-200w-24hc，v=24v，i=12.5a
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1. h桥模块电路：将电源24v电压转化为可调的输出电压传递给继电器模块，并为隔离端供电，输出电流给主控系统。
2. 继电器模块：将接受的信号实现成相应的动作，达到h桥模块电路和半导体制冷器之间的通断效果，对tec进行双重保护，提高工作安全性。
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六、h桥驱动电路中mos管的选择
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