TIDA-010057

Ultrasound smart probe power supply reference design

TIDA-010057

設計ファイル

概要

医療用画像処理、特にハンドヘルド超音波スマート・プローブの分野で、技術者の皆様は技術の大幅な進歩と集積の高度化を活用して、高効率でノイズ耐性が高い電源ソリューションを小型サイズで作り出すことを求められています。このリファレンス・デザインは、TX7332 送信チップと AFE5832LP 受信チップを採用し、128 チャネルの Tx (送信) と 64 チャネルの Rx (受信) を実施する TI の高性能超音波スマート・プローブ・ソリューションを想定した、電源とデータを取り扱うエンド・ツー・エンド (自己完結型) のソリューションを提示します。パワー・ツリーを形成しているのは、トランスを使用しないシングル・ステージの送信用 高電圧生成 (最大 ±80V を生成し、高さは 5mm 未満) と、5V USB Type-C™ を入力として使用する AFE と FPGA 向けのポイント・オブ・ロード LV (低電圧) です。このデザインは、低ノイズ (リップルは 10mV 未満) で効率的なレールと、放熱性能の改善 (温度上昇は 10℃ 未満)、80% 前後のシステム効率、55dB を上回る受信データ SNR (信号雑音比)、超小型サイズ (90mm x 45mm x 20mm) を実現します。TI の統合型バッファ・デバイダ CDCE949 を使用すると、単一の外部クロックに合わせてすべての電源レールを同期することができます。また、このデザインは 1S (1 個の直列) バッテリからの入力 (電力供給) で、最大 2 時間にわたる通常の超音波動作もサポートしています。

特長
  • トランスを使用しないシングル・ステージの実装により、5V USB からの電力供給で、デュアル・レール HV (±80V で 25mA を供給) を生成できるので、部品の高さを 5mm 未満に抑制する要件を満たすことが可能
  • 5V USB Type-C からの電力供給で、フロント・エンドと FPGA に適した低リップルと LV (低電圧) の生成が可能
  • 小型ボード・サイズ (90mm x 45 mm x 20mm 未満)
  • 全負荷時に 80% 前後のエンド・ツー・エンド (全体) のシステム効率
  • 55dB を上回る SNR (ノイズ・フロアは -90dB 未満)
  • 電力最適化に適した、ENABLE と DISABLE による電力供給の有効化と無効化、および外部クロックに合わせてすべての電源レールを同期することが可能
  • 高性能計測アンプ INA231 を使用した、高精度のリアルタイム消費電力測定
  • USB Type C 経由で最大 4.2Gbps の高速データ・アクイジション

組み立てられたボードは、テストと性能検証のみの目的で開発されたものであり、販売していません。

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム・ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

PDF | HTML
TIDUEP0.PDF (12918 K)

リファレンス・デザインの概要と検証済みの性能テスト・データ

TIDM590A.PDF (1165 K)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

TIDM591.PDF (157 K)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

TIDM592.PDF (285 K)

コンポーネントの配置を明示する詳細な設計レイアウト

TIDM594A.ZIP (6926 K)

IC コンポーネントの 3D モデルまたは 2D 図面に使用するファイル

TIDCFU8.ZIP (3652 K)

PCB 設計の基板層に関する情報を記載した設計ファイル

TIDM593.PDF (3590 K)

PCB 設計レイアウトを生成するための PCB 基板層のプロット・ファイル

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

USB Type-C と USB パワー・デリバリ (電力供給) IC

HD3SS3220DRP (デュアル・ロール・ポート) コントローラ搭載、10Gbps、USB 3.1 Type-C、2:1 マルチプレクサ

データシート: PDF | HTML
AND ゲート

SN74LVC1G11シングル、3 入力、1.65V ~ 5.5V AND ゲート

データシート: PDF | HTML
ESD (静電気放電) とサージ保護

TPD2EUSB30USB 3.0 向け、5A サージ定格、デュアル 0.7pF、5.5V、±8kV ESD 保護ダイオード

データシート: PDF | HTML
ESD (静電気放電) とサージ保護

TPD4E05U06USB、HDMI および高速シグナル向け、クワッド、0.5pF、5.5V、±12kV ESD 保護ダイオード

データシート: PDF | HTML
クロック・ジェネレータ

CDCE9492.5V または 3.3V LVCMOS 出力、プログラマブル、4 個の PLL VCXO クロック・シンセサイザ

データシート: PDF | HTML
クロック・バッファ

LMV11240MHz デュアル・クロック・バッファ

データシート: PDF
リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

LP5907低静止電流 (IQ)、イネーブル搭載、250mA、低ノイズ、高 PSRR、超低ドロップアウト電圧レギュレータ

データシート: PDF | HTML
リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

LP5910逆電流保護機能とイネーブル搭載、300mA、低ノイズ、低静止電流 (IQ)、低ドロップアウト電圧レギュレータ

データシート: PDF | HTML
リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS742011.5A、低い VIN (0.8V)、低ノイズ、高 PSRR、調整可能な超低ドロップアウト電圧レギュレータ

データシート: PDF | HTML
リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS7A39150mA、33V、低ノイズ、高 PSRR、デュアルチャネル、正と負に対応、低ドロップアウト電圧レギュレータ

データシート: PDF | HTML
昇圧コントローラ (スイッチ外付け)

LM3488スイッチング・レギュレータ向け、2.97V ~ 40V、広い入力電圧範囲 (Vin)、ローサイド、N チャネル・コントローラ

データシート: PDF | HTML
昇圧コンバータ (スイッチ内蔵)

TPS61178負荷遮断機能搭載、20V、10A のフル統合型同期整流昇圧

データシート: PDF | HTML
降圧コンバータ (スイッチ内蔵)

TPS542182.95V ~ 6V 入力、2A、同期整流降圧 SWIFT コンバータ

データシート: PDF | HTML
降圧モジュール (インダクタ内蔵)

LMZM236013.8 x 3mm パッケージに封止、 36V、1A 降圧 DC/DC 電源モジュール

データシート: PDF | HTML
電流 / 電圧 / 電力の監視

INA231アラート搭載、WCSP 封止、28V、16 ビット、I2C、出力電流 / 電圧 / 電力モニタ

データシート: PDF | HTML

技術資料

star
= TI が選択した主要ドキュメント
結果が見つかりませんでした。検索条件をクリアして、もう一度検索を行ってください。
すべて表示 1
種類 タイトル 英語版のダウンロード 日付
* 設計ガイド Ultrasound Smart Probe Power Supply Reference Design PDF | HTML 2020年 5月 11日

サポートとトレーニング

TI E2E™ Forums (英語) では、TI のエンジニアからの技術サポートが活用できます

すべてのフォーラムトピックを英語で表示

コンテンツは、TI 投稿者やコミュニティ投稿者によって「現状のまま」提供されるもので、TI による仕様の追加を意図するものではありません。使用条件をご確認ください

TI 製品の品質、パッケージ、ご注文に関する質問は、TI サポートのページをご覧ください。

ビデオ