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コードレス電動工具ソリューション

軽く作業性がよく、稼働時間の長い電動工具の実現に向けて
コードレス電動工具ソリューション

電動工具は家庭用から業務用まで幅広い用途に適した様々なタイプが市場で販売されています。近年は高容量のリチウムイオンバッテリーを採用することにより、家庭用のみならず業務用のハンマードリル、インパクトレンチ、ネイラーやステープラー、丸ノコなどでも、筐体がコンパクトで軽く、持ち運びやすく作業性の良いコードレスタイプへの移行が進んでいます。コードレス電動工具では、一度の充電でより長く稼働できることが、ユーザーが商品を選択する際の主要な品質のひとつとなっています。その実現のために当社は最新技術を投入したMOSFET、モーターコントロールドライバー、フォトカプラーなどの製品ラインアップで、限られたバッテリー容量の効率的な利用に貢献しています。

ソリューションの特長

  • モーター駆動用素子の低オン抵抗化により電力利用効率を向上、発熱を最小限に抑制
  • 熱放熱性に優れた面実装パッケージの提案による基板小型化と放熱性能の両立
  • 光結合によるフィードバック信号回路の絶縁により動作信頼性を向上
  • 新しい安全規格(IEC-62368-1など)への対応(eFuse IC、フォトカプラー)
  • アプリケーションノート、リファレンスデザインなど設計省力化に有効な資料をwebで公開

三相ブラシレスモーター駆動

三相ブラシレスモーター駆動回路 ブロック図例
三相ブラシレスモーター駆動回路 ブロック図例

モータードライバーTC78B016FTGを使用することで、インバーター制御による三相ブラシレスモーター駆動回路を簡単に実現することができます。またさらに大容量のブラシレスモーター駆動回路は、外付けドライバータイプのモーターコントローラーであるTB6634FNGを使用すれば実現できます。TB6634FNGの外付けドライバーには、低オン抵抗で放熱効率の高いMOSFET:TPWR8004PL、TPHR8504PLを推奨します。TB6634FNGとのコンビネーションは、低発熱かつ低消費電力のソリューションを提供します。またそれぞれの製品は小型モールドパッケージで提供されており、実装面積の削減が可能となります。

超低ノイズオペアンプTC75S67TUを使用することで、システム電源の電流監視回路や、温度センサーとの組み合わせにより機器の異常検知やバッテリーの保護回路が実現できます。またシステム電源にLDOレギュレーター: TAR5SBシリーズを使用することにより、モーター駆動部から発生するノイズによる電源ラインへのノイズを低減することが可能となり、安定したシステム動作に不可欠なノイズ耐性の高い電源回路が構成できます。

低オン抵抗で放熱効率の高いMOSFETをドライバーとして使用することにより低発熱かつ低消費電力のセットが実現できます。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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TPWR8004PL

DSOP Advance
(5.0×6.0×0.73)

N-ch, VDSS=40V, ID=340A, RDS(ON)=0.8mΩ (Max)(@VGS=10V)

TPHR8504PL

SOP Advance
(5.0×6.0×0.95)

N-ch, VDSS=40V, ID=340A, RDS(ON)=0.85mΩ (Max)(@VGS=10V)

専用モータードライバーを使用することで、近年普及が進むインバーター制御による三相ブラシレスモーターを容易に駆動することができます。 また、外付けドライバータイプのモーターコントロールドライバーを使用することで大容量のブラシレスモーターを駆動することができます。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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TC78B016FTG

P-WQFN36-0505-0.50-001
(5×5×0.8)

3-Phase Brushless Motor control driver (w/MOSFET), VMopr=6 to 22V, IOUT(peak)=3A, VO=25V

TB6634FNG

SSOP30-P-300-0.65
(10.2×7.6×1.6)

3-phase brushless motor controller, VCC=6 to 16.5V, IOUT(peak)=2mA, VO=18V

モーター駆動部から発生するノイズに強いオペアンプを使用することで、システム電源の電流監視回路や、温度センサーとの組み合わせによる機器の異常検知やバッテリーの保護回路などを実現できます。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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TC75S67TU

UFV
(2.0×2.1×0.7)

Ultra Low Noise Operational Amplifier, VNI=6nV/√Hz (Typ.) (VDD=2.5V, f=1kHz)

モーター駆動部から発生するノイズに強いLDO電源の採用で電源ラインへのノイズを低減することが可能となり、ノイズ耐性の高い電源回路が構成できます。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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TAR5SB50

SOT-25 (SMV)
(2.9×2.8×1.1)

VIN=15V(Max), VOUT=5.0V(Typ.), IOUT=200mA(Max), VNO=30μVrms(Typ.)

TAR5SB33

SOT-25 (SMV)
(2.9×2.8×1.1)

VIN=15V(Max), VOUT=3.3V(Typ.), IOUT=200mA(Max), VNO=30μVrms(Typ.)

ブラシモーター駆動

ブラシモーター駆動回路 ブロック図例
ブラシモーター駆動回路 ブロック図例

バイポーラートランジスター(NPN/PNP):TMBT3906、2SC4116を使用することにより、ブラシモーター駆動用のMOSFETドライバーを構成することが可能です。ドライバー用MOSFETには低オン抵抗で放熱効率の高い製品を使用することにより、低発熱かつ低消費電力のセットが実現できるようになる一方で、モーター内の逆起電力などを考慮して高耐圧特性も要求されるため、TPWR8004PL,TPHR8504PLなどのアプリケーションの要求仕様に応じた最適な定格の製品を選定してください。

バイポーラートランジスター(NPN/PNP)でMOSFETドライバーを構成することができます。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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TMBT3906

SOT-23 (SOT23)
(2.9×2.4×0.9)

PNP, IC=-0.2A(Max), VCEO=-50V(Min), VCE(sat)=-0.25V(Max), hFE=300(Max)

2SC4116

SOT-323 (USM)
(2.0×2.1×0.9)

NPN, IC=0.15A(Max), VCEO=50V(Min), VCE(sat)=0.25V(Max), hFE=700(Max)

低オン抵抗で放熱効率の高いMOSFETをドライバーとして使用することにより低発熱かつ低消費電力のセットが実現できます。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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TPWR8004PL

DSOP Advance
(5.0×6.0×0.73)

N-ch, VDSS=40V, ID=340A, RDS(ON)=0.8mΩ (Max)(@VGS=10V)

TPHR8504PL

SOP Advance
(5.0×6.0×0.95)

N-ch, VDSS=40V, ID=340A, RDS(ON)=0.85mΩ (Max)(@VGS=10V)

バッテリー充電用電源

バッテリー充電用電源回路 ブロック図例
バッテリー充電用電源回路 ブロック図例

AC-DC電源のPFC回路に使用されるMOSFETは、高耐圧かつ低オン抵抗性能が要求されるため、TK17A80Wなどアプリケーションの要求仕様に応じた最適な定格の製品を選定してください。

eFuse ICは電子回路を応用した繰り返し使用可能な電子ヒューズの一種です。TCKE805をバッテリー電源ラインに使用することで、予期しない電源の異常状態においてもシステムを保護することが可能となります。

電圧フィードバック回路にTLP385などのフォトカプラーを使用することにより、一次側と二次側を光結合により電気的に絶縁しながらフィードバック信号を伝送でき、システムの動作信頼性が向上します。

さらに、各国で定められた安全基準を遵守することが重要であり、東芝フォトカプラーは、UL1577VDE:EN60747-5-5、EN62368-1などの承認を得ております。

AC-DC電源のPFC回路には高耐圧かつ低オン抵抗のMOSFETが適しています。 DTMOSシリーズはドリフト層の抵抗を低減できるスーパージャンクション構造を有しており、低オン抵抗と高速スイッチングの両立を実現しています。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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TK17A80W

TO-220SIS
(10.0×15.0×4.5)

N-ch, VDSS=800V, ID=17A, RDS(ON)=290mΩ (Max)(@VGS=10V)

超高速短絡保護回路や過電流、過電圧・突入電流抑制などの堅牢な各種保護機能をワンパッケージで実現しています。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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TCKE805NA

WSON10B
(3.0×3.0×0.75)

Automatic return type, VIN=18V(Max), RON=28mΩ(Typ.), VOVC=6.04V(Typ.)

TCKE805NL

WSON10B
(3.0×3.0×0.75)

Latch type, VIN=18V(Max), RON=28mΩ(Typ.), VOVC=6.04V(Typ.)

ACーDC電源の2次側出力から1次側へのフィードバック回路にはフォトカプラーの使用が有効です。幅広い製品ラインアップにより機器の安全性向上、低消費電力化、小型・薄型化に貢献します。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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TLP385

4pin SO6L
(3.84×10.0×2.1)

Transistor output, BVS=5kVrms, Topr= -55 to 110℃

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