浅谈输液泵专用步进电机控制芯片TB5128FTG

输液泵通常是机械或电子的控制装置，它通过作用于输液导管达到控制输液速度的目的。常用于需要严格控制输液量和药量的情况，如在应用升压药物，抗心律失常药药物，婴幼儿静脉输液或静脉麻醉时。以下结合临床实际应用来谈谈输液泵的日常操作、维护及保存应该注意的问题。
输液泵的产品型号多样，性能各异。按其工作特点可分为蠕动控制式输液泵，定容控制式输液泵及针筒微量注射式输液泵三类。
输液泵系统主要由微机系统、泵装置、监测装置、报警装置和输入及显示装置组成。
微机系统目前主流涉及采用ARM Cortex-M3/M4架构的单片
泵装置是整个系统的“心脏”,是输送液体的动力源 医用输液泵一般采用的是指状蠕动泵作为动力源。指状蠕动泵是利用滚轮转动,使输液泵管路一定部位受到挤压,产生蠕动,从而推动液体向前流动。指状蠕动泵具有体积小,重量轻,定量准确及输液管装卸方便等特点,使用最为广泛。这种泵有一根凸轮轴,凸轮轴上有多个凸轮,这些凸轮的运动规律相差一定的角度,每个凸轮与一个指状滑块相连。
工作时,由步进电机带动凸轮轴转动,使滑块按照一定顺序和运动规律上下往复运动,像波一样依次挤压静脉输液管,使输液管中的液体以一定的速度定向流动。指状蠕动泵比较精确,可大范围控制输液总量和输液速度;当“手指”的数目超过8个时(一般为12个),泵的线性度良好,输液时不易产生脉动,使输液泵具有安全性和稳定性监测装置主要有多种传感器组成,输液泵配有红外滴数传感器、压力式传感器和超声波气泡传感器等,它们分别用于液体流速和流量、堵塞压力及漏液和气泡的检测。
步进电机的速度、精度控制取决于步进电机驱动芯片，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。
如今随着技术的发展，微步步进电机驱动不断实现了越来越强大的性能，例如静音驱动、降低功耗等。东芝新推出的TB5128FTG拥有强大的性能，额定值为50V／5A，支持128级微步进，在降低功耗的同时，支持大电流驱动和高精度控制，能有针对性地对电机运行难题实现各个击破，从而系统地提升整体性能。更高的分辨率：凭借高达128级微步进的驱动控制技术，相比于传统的32步电机驱动器拥有更高的分辨率。高效电机驱动：采用东芝原创性电流优化技术AGC[1]，有助于避免电机失步和降低功耗，实现大电流驱动（额定值为50V／5A），而ADMD[2]有助于提高电流跟踪能力。降低噪声和振动：由于具备电流衰减模式选择功能SMD[3]，可有效降低电机驱动期间所产生的噪声和振动。降低成本：不但如此，它还融入东芝原创性电流检测技术ACDS[4]，能有效减少驱动控制所需的元件数量，有助于降低系统成本，提高电路板设计灵活性。注：[1] AGC：主动增益控制优化驱动器电流，满足所需扭矩。一项避免电机失速且实现功耗降低的东芝技术。[2] ADMD：先进动态混合衰减自动优化快速衰减和缓慢衰减模式的开关控制，实现安全高转速。[3] SMD：可选择混合衰减优化驱动器电流，以满足电机需要。[4] ACDS：先进电流检测系统，无需电流检测电阻器即可控制电机电流。
报警系统是传感器感应到的信号经微机处理后,得出报警控制信号,再由报警装置响应,引起人们的注意,同时进行正确的处理。具有光电报警和声音报警功能,对输液过程中出现断电、泵门未关、低温、输液完成、电池欠压、管路阻塞和管路中出现气泡等异常情况进行报警。输入及显示装置的输入部分负责设定输液的各个参数,如输液量和输液速度等。显示部分负责显示各参数和当前的工作状态等。
综上，采用TB5128FTG专用芯片的输液泵设计可以使药水更加均匀、准确的输入体内，从而使治疗得到更有效的作用；同时，它还能确保浓度为最有效的浓度，copy准确控制用量，并且可以精准测量输入量。同时精准控制药水的输液速度，从而避免药水速度太快产生的不良后果，及速度过慢对治疗起不到应有的效果。

TB5128FTG电路板设计图

审核编辑黄宇