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Texas Instruments TPS61178RNWR | Demoboard TIDA-010057
Ultrasound smart probe power supply reference design
Details
| Topologie | Sonstige Topologie |
Beschreibung
Significant technological advancements and high degree of integration in Medical imaging, especially hand-held ultrasound smart probes, are pushing engineers to come up with highly-efficient, noise immune power solutions in a small size. This reference design documents end to end power and data solution for our high performance 128-channel Tx/64-channel Rx ultrasound smart probe solution with TX7332 transmit chip and AFE5832LP receive chip. The power tree includes a single-stage transformer-less HV generation (up to +/- 80V & height <5mm) for transmit and the point-of-load LV for the AFEs & FPGA from a 5V USB Type-C™ input. This design enables low-noise (<10mV ripple) efficient rails and better thermal performance (< 10°C temp rise) achieving system efficiency ~80%, receive data SNR > 55dB and ultra-compact size (90mm x 45mm x 20mm). All power rails can be synchronized to an external clock using our integrated buffer-divider CDCE949. This design also supports 1S battery input with a normal ultrasound operation of up to 2 hours.
Eigenschaften
- Transformer less dual rail HV (±80V @ 25 mA) generation from 5V USB in single stage implementation to meet component height requirement of < 5mm
- Low ripple and LV supply for the front end and FPGA from a 5V USB Type-C input
- Compact board size (< 90mm x 45 mm x 20mm)
- End to End System Efficiency ~80% running at full load
- SNR > 55dB (Noise Floor below -90dB)
- EN/DISABLE supplies for power optimization and all rails can be synchronized to external clock
- Accurate real time power consumption measurement using high performance instrumentation amplifiers INA231
- High speed data acquisition over USB Type C up to 4.2 Gbps
Typische Anwendungen
- Ultrasound smart probe
Weiterführende Informationen
Artikeldaten
Artikel Nr. | Datenblatt | Simulation | Downloads | Status | Produktserie | IR(mA) | RDC(Ω) | C | Tol. C | VR(V (DC)) | Bauform | Betriebstemperatur | Q(%) | DF(%) | RISO | Keramiktyp | L(mm) | B(mm) | Fl(mm) | Verpackung | L(µH) | IR 1(mA) | ISAT(mA) | fres(MHz) | Montageart | Interface typ | Gender | Pins | Leiterplattendicke(mm) | Arbeitsspannung(V (DC)) | H(mm) | Betätigungskraft(g) | Elektrische Lebensdauer(Cycles) | Actuator-Farbe | Waschbar | Dampfphasenprozess | Z @ 100 MHz(Ω) | Zmax(Ω) | Testbedingung Zmax | IR 2(mA) | RDC max.(Ω) | Typ | Muster | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | WE-CBF SMT-Ferrit, 2000 mA, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-CBF SMT-Ferrit | Nennstrom2000 mA | – | – | – | – | Bauform0603 | Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C | – | – | – | – | Länge1.6 mm | Breite0.8 mm | Pad Dimension0.3 mm | – | – | Nennstrom 12000 mA | – | – | MontageartSMT | – | – | – | – | – | Höhe0.8 mm | – | – | – | – | – | Impedanz @ 100 MHz30 Ω | Maximale Impedanz40 Ω | Maximale Impedanz1000 MHz | Nennstrom 23000 mA | Gleichstromwiderstand0.04 Ω | TypHochstrom | ||||
 | WE-CBA SMT EMI Suppression Ferrite Bead, 1000 mA, 0.2 Ω | Downloads10 Dateien RF & Microwave SimulationsmodelleAlle 10 Dateien als ZIP herunterladen | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-CBA SMT EMI Suppression Ferrite Bead | Nennstrom1000 mA | Gleichstromwiderstand0.2 Ω | – | – | – | Bauform0603 | Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C | – | – | – | – | Länge1.6 mm | Breite0.8 mm | Pad Dimension0.3 mm | – | – | – | – | – | MontageartSMT | – | – | – | – | – | Höhe0.8 mm | – | – | – | – | – | Impedanz @ 100 MHz600 Ω | Maximale Impedanz660 Ω | Maximale Impedanz190 MHz | – | – | TypHochstrom | |||
 | WE-PMI Power-Multilayer-Induktivität, –, 0.2 Ω | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-PMI Power-Multilayer-Induktivität | – | Gleichstromwiderstand0.2 Ω | – | – | – | Bauform0805 | Betriebstemperatur -40 °C up to +125 °C | Güte25 % | – | – | – | Länge2 mm | Breite1.2 mm | – | – | Induktivität3.3 µH | Nennstrom 1700 mA | Sättigungsstrom280 mA | Eigenresonanzfrequenz30 MHz | MontageartSMT | – | – | Pins2 | – | – | Höhe1 mm | – | – | – | – | – | – | – | – | Nennstrom 21000 mA | Gleichstromwiderstand0.25 Ω | TypLow RDC | ||||
 | WE-LQS SMT-Speicherdrossel, 2000 mA, 0.086 Ω | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-LQS SMT-Speicherdrossel | Nennstrom2000 mA | Gleichstromwiderstand0.086 Ω | – | – | – | Bauform5040 | Betriebstemperatur -40 °C up to +125 °C | – | – | – | – | Länge5 mm | Breite5 mm | – | – | Induktivität15 µH | – | Sättigungsstrom2200 mA | Eigenresonanzfrequenz22 MHz | MontageartSMT | – | – | – | – | – | Höhe4 mm | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||||
| WE-LQS SMT-Speicherdrossel, 1200 mA, 0.29 Ω | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-LQS SMT-Speicherdrossel | Nennstrom1200 mA | Gleichstromwiderstand0.29 Ω | – | – | – | Bauform8040 | Betriebstemperatur -40 °C up to +125 °C | – | – | – | – | Länge8 mm | Breite8 mm | – | – | Induktivität100 µH | – | Sättigungsstrom1500 mA | Eigenresonanzfrequenz6.4 MHz | MontageartSMT | – | – | – | – | – | Höhe4.2 mm | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||||
 | WE-TPC SMT-Speicherdrossel, 140 mA, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWE-TPC SMT-Speicherdrossel | Nennstrom140 mA | – | – | – | – | Bauform4828 | Betriebstemperatur -40 °C up to +125 °C | – | – | – | – | Länge4.8 mm | Breite4.8 mm | – | – | Induktivität1000 µH | – | Sättigungsstrom80 mA | Eigenresonanzfrequenz2.3 MHz | MontageartSMT | – | – | Pins2 | – | – | Höhe2.8 mm | – | – | – | – | – | – | – | – | – | Gleichstromwiderstand7 Ω | – | ||||
| WCAP-CSGP MLCCs 50 V(DC), –, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWCAP-CSGP MLCCs 50 V(DC) | – | – | Kapazität100 pF | Kapazität±5% | Nennspannung50 V (DC) | Bauform0402 | Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C | Güte1000 % | – | Isolationswiderstand10 GΩ | KeramiktypNP0 Klasse I | Länge1 mm | Breite0.5 mm | Pad Dimension0.25 mm | Verpackung7" Tape & Reel | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | Höhe0.5 mm | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |||||
| WCAP-CSGP MLCCs 16 V(DC), –, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWCAP-CSGP MLCCs 16 V(DC) | – | – | Kapazität10 nF | Kapazität±10% | Nennspannung16 V (DC) | Bauform0402 | Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C | – | Verlustfaktor3.5 % | Isolationswiderstand10 GΩ | KeramiktypX7R Klasse II | Länge1 mm | Breite0.5 mm | Pad Dimension0.25 mm | Verpackung7" Tape & Reel | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | Höhe0.5 mm | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |||||
| WCAP-CSGP MLCCs 16 V(DC), –, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWCAP-CSGP MLCCs 16 V(DC) | – | – | Kapazität220 nF | Kapazität±10% | Nennspannung16 V (DC) | Bauform0603 | Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C | – | Verlustfaktor5 % | Isolationswiderstand2.3 GΩ | KeramiktypX7R Klasse II | Länge1.6 mm | Breite0.8 mm | Pad Dimension0.4 mm | Verpackung7" Tape & Reel | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | Höhe0.8 mm | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |||||
| WCAP-CSGP MLCCs 16 V(DC), –, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWCAP-CSGP MLCCs 16 V(DC) | – | – | Kapazität1 µF | Kapazität±10% | Nennspannung16 V (DC) | Bauform0603 | Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C | – | Verlustfaktor10 % | Isolationswiderstand0.1 GΩ | KeramiktypX7R Klasse II | Länge1.6 mm | Breite0.8 mm | Pad Dimension0.4 mm | Verpackung7" Tape & Reel | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | Höhe0.8 mm | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |||||
| WCAP-CSGP MLCCs 50 V(DC), –, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWCAP-CSGP MLCCs 50 V(DC) | – | – | Kapazität100 nF | Kapazität±10% | Nennspannung50 V (DC) | Bauform0603 | Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C | – | Verlustfaktor3 % | Isolationswiderstand5 GΩ | KeramiktypX7R Klasse II | Länge1.6 mm | Breite0.8 mm | Pad Dimension0.4 mm | Verpackung7" Tape & Reel | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | Höhe0.8 mm | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |||||
| WCAP-CSGP MLCCs 10 V(DC), –, – | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWCAP-CSGP MLCCs 10 V(DC) | – | – | Kapazität10 µF | Kapazität±10% | Nennspannung10 V (DC) | Bauform0805 | Betriebstemperatur -55 °C up to +125 °C | – | Verlustfaktor10 % | Isolationswiderstand0.01 GΩ | KeramiktypX7R Klasse II | Länge2 mm | Breite1.25 mm | Pad Dimension0.5 mm | Verpackung7" Tape & Reel | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | Höhe1.25 mm | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |||||
 | WS-TASV J-Bend SMT Tact Switch 3.5x2.9 mm, 50 mA, – | Simulation– | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWS-TASV J-Bend SMT Tact Switch 3.5x2.9 mm | Nennstrom50 mA | – | – | – | Nennspannung12 V (DC) | – | Betriebstemperatur -40 °C up to +85 °C | – | – | Isolationswiderstand100 MΩ | – | – | – | – | VerpackungTape and Reel | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | Höhe1.7 mm | Betätigungskraft350 g | Elektrische Lebensdauer200000 Cycles | Actuator farbeBlau | WaschbarNein | Dampfphasenprozessnicht spezifiziert | – | – | – | – | – | – | |||
 | WR-USB Type C Connectors, 5000 mA, – | Simulation– | Status Aktivi| Produktion ist aktiv. Erwartete Lebenszeit: >10 Jahre. | ProduktserieWR-USB Type C Connectors | Nennstrom5000 mA | – | – | – | – | – | Betriebstemperatur -40 °C up to +105 °C | – | – | Isolationswiderstand1000 MΩ | – | – | – | – | VerpackungTape and Reel | – | – | – | – | MontageartTHR | Interface typType C | GenderBuchse | Pins24 | Leiterplattendicke1.6 mm | Arbeitsspannung48 V (DC) | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | TypHorizontal |