便攜制氧機產生氧氣的方法是變壓吸附空氣分離法，該方法利用沸石分子篩對氣體吸附量隨氣體壓力增加而增大和在相同氣體壓力下對氮氣和氧氣的吸附量不同的吸附特性而采取高壓吸附、低壓解吸的循環工藝從空氣中分離出氧氣，為了增加回收率和氧氣純度, PSA便攜式制氧機的循環工藝中一般有均壓步驟(特別是上均壓步驟)和反吹步驟。

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便攜制氧機的連續流量一般小于1L/min,為了避免呼氣階段和吸氣末段氧氣損失,我們采取了脈沖式輸氧方式，根據呼吸生理學原理,氧氣進入小肺泡囊中比在大肺泡囊中的交換效率要高。
因此，便攜制氧機在吸氣的極早期高速輸出氧氣,氧氣迅速進入小肺泡囊中,避免停留在氣管和大肺泡囊中，采取脈沖式供氧方式,不到900mL的氧氣在使用上等同于連續流量的5L/min。
脈沖信號通過如下方式獲取:當使用者呼吸時,將會使鼻吸管中出現一個負壓信號,通過壓力傳感器轉化為電信號,然后由單片機截取吸氣階段極早期的信號，這樣，當人體呼吸時，控制氧氣輸出的閥總能在適當的時候輸出氧氣。
為了能在沒有網電源的情況下工作,便攜制氧機除了配置車載電源外,還配有內置電池，為了使內置電池每次的使用時間盡量長,便攜式制氧機設有幾個檔位,每個檔位所對應的流量不同,能耗也不同,使用者可根據需要選擇合適的檔位,而不需在任何情況下都在能耗下使用，在輸出壓力相同時,轉速越慢,能耗越小。
便攜制氧機在氧氣流量較小的檔位下,電機電壓占空比減少,以窄脈寬輸入,壓縮機的排氣量也可相應減少,電壓降低,能耗減少。
此外,便攜制氧機的控制閥也使用脈寬調制 (PWM)技術,僅在啟動瞬間輸入較大的占空比,而在閥開啟狀態的維持階段輸入占空比較小,從而節省了大約75%的能耗。