TIDA-010072

Air blower and valve control reference design for respiratory applications

TIDA-010072

設計ファイル

概要

このリファレンス・デザインは、最大 ±200kRPM/s のレートでモーターの加速と減速をサポートするコンパクトなシステム設計を提示します。この加減速レートは、多くの呼吸器アプリケーションにとって重要な要件です。このデザインは、TMS320F28027F など多数のオフボード C2000 コントローラをサポートしており、低コストのセンサレス FOC (フィールド・オリエンテッド制御) を実現できます。加えて、このデザインは広い入力電圧範囲 (6 ~ 28V) もサポートしており、レギュレーション済みのライン電源とバッテリ電源の両方に対応できます。 空気ブロワ (送風機) やバルブを駆動できるように、このデザインは DRV8323RS スマート・ゲート・ドライバと DRV8847 モーター・ドライバをそれぞれ使用しています。

特長
  • 最大 ±200kRPM/s の迅速な加速と減速
  • 250ms の期間で 10kRPM から 40kRPM への速度変更が可能 (C65MS1-L5)
  • 200ms の期間で 40kRPM から 10kRPM への速度変更が可能 (C65MS1-L5)
  • 広い入力電圧範囲 (6 ~ 28V) をサポートしており、レギュレーション済みの DC 入力とバッテリ入力に対応できるほか、電源保護機能の搭載により、サージ、過電流、逆極性から保護
  • DRV8323RS モーター・ドライバと、オフボードの FOC 制御機能と組み合わせにより、ノイズが小さく効率的な加圧式の空気生成が可能
  • UVLO、過電流、過熱など、複数のドライバ保護機能を内蔵
出力電圧オプション TIDA-010072.1
Vin (Min) (V) 6
Vin (Max) (V) 28
Vout (Nom) (V) 12
Iout (Max) (A) 2
Output Power (W) 24
Isolated/Non-Isolated Non-Isolated
Input Type DC
Topology Boost- Synchronous^Buck- Synchronous
産業用

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。

TIDUER8.PDF (10058 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

TIDM664.PDF (576 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

TIDM665.PDF (149 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

TIDM666.PDF (498 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

TIDM668.ZIP (8297 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

TIDCFW7.ZIP (2994 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

TIDM667.PDF (2120 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。

降圧コンバータ (スイッチ内蔵)

LMR33630超低 EMI、SIMPLE SWITCHER® 3.8V ~ 36V、3A 同期整流降圧コンバータ

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降圧コンバータ (スイッチ内蔵)

TPS6284060nA の静止電流 (IQ)、1.8V ~ 6.5VIN、高効率の 750mA 降圧コンバータ

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ESD (静電気放電) とサージ保護

TPD4E1U06クワッド、0.8pF、5.5V、±15kV ESD 保護ダイオード、SOT-23 および SC70 の各パッケージに封止

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ESD (静電気放電) とサージ保護

TVS330133V 双方向フラットクランプ・サージ保護デバイス

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MSP430 マイコン

MSP430FR215532KB FRAM、4KB SRAM、コンパレータ、12 ビット ADC、UART/SPI/I2C、タイマ搭載、24MHz マイコン (MCU)

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N チャネル MOSFET

CSD18532Q5B5mm x 6mm のシングル SON 封止、3.2mΩ、60V、N チャネル NexFET™ パワー MOSFET

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N チャネル MOSFET

CSD18543Q3A3mm x 3mm のシングル SON 封止、9.9mΩ、60V、N チャネル NexFET™ パワー MOSFET

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ステッパ・モーター・ドライバ

DRV8847電流レギュレーション機能と独立したハーフ・ブリッジ 制御機能搭載、18V、2A デュアル H ブリッジ・モーター・ドライバ

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デジタル温度センサ

TMP1075業界標準の LM75 / TMP75 に対する性能アップグレード、1℃ の精度、I²C 対応温度センサ

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パワー・ブロック

CSD88584Q5DCSON 5mm x 6mm Dual-Cool™ パワー・ブロック、50A、40V、N チャネル、同期整流降圧 NexFET™ パワー MOSFET

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ブラシレス DC (BLDC)モーター・ドライバ

DRV8323R降圧レギュレータ / 電流シャント・アンプ搭載、最大 65V の 3 相スマート・ゲート・ドライバ

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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

TPS7A02イネーブル搭載、200mA、ナノパワー低静止電流 (IQ) (25nA)、低ドロップアウト (LDO) 電圧レギュレータ

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昇圧コントローラ (スイッチ外付け)

LM5122マルチフェーズ機能付き、3 ~ 65V、広い入力電圧範囲、電流モードの同期整流・昇圧コントローラ

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理想ダイオード / OR コントローラ

LM74700-Q1車載、3.2V ~ 65V、80μA の静止電流 (IQ)、理想ダイオード・コントローラ

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技術資料

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* 設計ガイド Air Blower and Valve Control Reference Design for Respiratory Applications 2020年 8月 19日

関連する設計リソース

ハードウェア開発

評価ボード
BOOSTXL-DRV8323RS DRV8323RS 降圧機能とシャント・アンプ搭載 (SPI インターフェイス)、3 相スマート・ゲート・ドライバの評価基板 LAUNCHXL-F28027F C2000 Piccolo マイコン F28027 向けの LaunchPad™ 開発キット
ハードウェア・プログラミング・ツール
MSP-FET MSP430 フラッシュ・エミュレーション・ツール

サポートとトレーニング

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