基于32位MCU RA4M2的输液泵设计

医疗系统对于用药剂量的把控十分严格，但常见的临床输液普遍采用挂瓶的方式，依靠眼睛观察和手动夹子来控制用药的剂量和速度，对于医护人员而言是不小的工作量，还可能造成用药准确性的偏差。为了解决这一问题，瑞萨推出了输液泵解决方案，该方案是一款能精确控制输液滴数或输液流速的仪器，通过该方案能确保药物均匀分配，精确、安全地输送到患者体内。

系统框图

配置介绍

瑞萨输液泵解决方案的核心是具有丰富接口的32位MCU RA4M2，该MCU采用高效的40nm工艺，使用支持TrustZone的高性能Arm Cortex-M33内核。与片内的Secure Crypto Engine（SCE）配合使用，可实现安全芯片的功能，适用于需要具备多样化通信功能的物联网应用。此外，RA4M2的高效通信接口也可扩展连接触摸按键和LCD显示模块，从而为系统带来更智能的交互体验。

在电机控制方面，本方案采用了HVPAK可编程混合信号矩阵SLG47105，这款高度通用的器件能够在一个微小且散热效率高的IC中设计多种混合信号功能以及高压功能。SLG47105集成的双H桥/四路半桥功能允许其以高达13.2V的电压驱动不同的负载，每路输出最高可达2A。并且在SLG47105内部集成的先进PWM宏单元能够以不同的PWM频率和占空比驱动多个电机。这种低空载电流消耗和紧凑的尺寸相结合的特点，进一步扩展了器件的应用领域。

为了加深系统的准确性，本方案还采用了高分辨率位置传感器IC ZMID5201和高性能运算放大器ISL28113与ISL28130。其中，ZMID5201采用了一种更智能的位置感应方法，利用低价印刷电路线圈和简单的金属感应扇叶，消除了通常用于位置传感器的磁体，提供更高的可靠性并降低了成本。ISL28113与ISL28130运算放大器具有宽温度工作范围，能够满足医疗应用所需的温度环境。

除了上述器件外，瑞萨输液泵解决方案还采用了DA16200超低功耗Wi-Fi SoC、RAA211412降压稳压器、RAA214250线性稳压器以及ICM7555通用定时器，得益于这些器件出色的性能，方案具有长效电池续航能力，可以以精确的计量和稳定的速度进行输液，为医疗安全带来保障。

伴随着科学技术的发展，无论是传统医疗设备还是日常的生活用品都在向着更智能的方向发展。对此，瑞萨电子利用自身丰富的经验与出色的产品打造了一系列成功产品组合，覆盖医疗、汽车、工业、通信等多种领域，致力于为客户提供兼具高性能与高性价比的解决方案。

审核编辑：汤梓红