TB62214AFTG BiCD 定電流 2 相バイポーラステッピングモータドライバ IC

TB62214AFTG
東芝BiCD型デジタル集積回路
シリコン
モノリシック
TB62214AFTG
BiCD 定電流 2 相バイポーラステッピングモータドライバ IC
TB62214AFTG は、PWM チョッパ型 2 相バイポーラ駆動
方式のクロックイン制御ステッピングモータドライバ IC です。
BiCD プロセスを使うことにより、出力耐圧 40V、
最大電流 2.0A を実現しています。
また、IC 動作用内蔵レギュレータにより、VM 単一電源で
モータを駆動できます。
QFN48-P-0707-0.50
特
長
• バイポーラステッピングモータ駆動用 IC
質量 0.14 g (標準)
• PWM 定電流駆動
• クロックイン制御方式
• 2 相、1-2 相、W1-2 相励磁が可能
• BiCD 構造: 出力パワートランジスタに DMOS FET を使用
• 高耐圧・大電流:40 V / 2.0A(絶対最大定格)
• 熱検出回路(TSD)、過電流検出回路(ISD)、POR を内蔵
• 外囲器:QFN48-P-0707-0.50
1
2011-10-11
TB62214AFTG
ピン配置図
NC
OUT_B2
OUT_B1
NC
Rs_B2
Rs_B1
NC
VM
NC
Vcc
NC
NC
TB62214AFTG (QFN48)
※
※
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
NC
37
24
NC
NC
38
23
NC
NC
39
22
GND
GND
40
21
OUT_B1
Vref_B
41
20
OUT_B2
Vref_A
42
19
GND
OSCM
43
18
GND
CW/CCW
44
17
OUT_A2
MO_OUT
45
16
OUT_A1
D_MODE_1
46
15
GND
47
14
NC
13
12
NC
D_MODE_2
NC
----------------------
----------------------
----------------------
48
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
----------------------
※
NC
OUT_A2
OUT_A1
NC
Rs_A2
Rs_A1
NC
GND
RESET
ENABLE
CLK
NC
※
※印のコーナーPAD は、GND に接続してください。
2
2011-10-11
TB62214AFTG
ブロック図
MO_OUT
RESET
VM
CW/CCW
VMR
Detect
ENABLE
D_MODE_1
(Input Logic)
D_MODE_2
Chopper OSC
ENABLE
OSCM
CLK
OSC
CR-CLK
Converter
Current Level Set
Vref
VM
Vcc
Vcc Voltage
Regulator
Step Decoder
Current Feedback (×2)
VRS
Output Control
(Mixed Decay Control)
RS COMP
RS
ISD
ENABLE
Output
(H-Bridge×2)
TSD
VMR
VM
Detect
Detection Circuit
Stepping
Motor
ブロック図内の機能ブロック/回路/定数などは、機能を説明するため、一部省略・簡略化してあります。
注:TB62214AFTG の GND 配線はベタ接続とし、基板から取り出し部は 1 点接地であるとともに、放熱設計を考慮したパターン
になるようなレイアウトにしてください。
出力間のショートおよび出力の天絡、地絡時に IC の破壊の恐れがありますので、出力ライン、VM ライン、GND ラインの設
計は十分注意してください。
-------------------
-------------------
この IC においては、特に大電流が流れる電源系の端子(VM、RS_A、RS_B、OUT_A、OUT_A、OUT_B、OUT_B、GND) が
正常に配線されていない場合、破壊も含む不具合が生じる可能性があります。
また、ロジックの入力端子についても正常に配線が行われていない場合、異常動作がおこり IC が破壊することがあります。こ
の場合、規定以上の大電流が流れるなどによって IC が破壊する可能性があります。
IC のパターンの設計や実装については十分ご注意願います。
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2011-10-11
TB62214AFTG
端子機能説明
端子
TB62214AFTG (QFN48)
端子名
機
能
端子
端子名
機
能
1
NC
NC
25
NC
2
CLK
立ち上がりで電気角が進み,周波数でモータ回転数決
26
OUT_B2
3
ENABLE
A,Bチャネルの出力ON/OFFスイッチ
27
OUT_B1
4
RESET
電気角を初期化
28
NC
5
GND
ロジック回路のグランド
29
Rs_B2
B相モータコイルへの電源供給元となると
6
NC
NC
30
Rs_B1
ともに電流値検出を行います
7
Rs_A1
A相モータコイルへの電源供給元となるとともに流
31
NC
8
Rs_A2
入電流値検出を行います
32
VM
電源
9
NC
NC
33
NC
NC
B相駆動プラス出力
定
10
OUT_A1
11
OUT_A2
12
NC
13
NC
14
NC
15
GND
16
OUT_A1
NC
NC
34
Vcc
内部ロジック用電源平滑フィルタ端子
35
NC
NC
NC
36
NC
NC
NC
37
NC
NC
NC
38
NC
NC
モータドライブ用パワーグランド
39
NC
NC
40
GND
A相駆動プラス出力
----------------------
A相駆動マイナス出力
----------------------
NC
ロジック回路のグランド
17
OUT_A2
41
Vref_B
18
GND
モータドライブ用パワーグランド
42
Vref_A
A相Hブリッジ電流調整端子
19
GND
モータドライブ用パワーグランド
43
OSCM
チョッピング用発振端子
20
OUT_B2
44
CW/CCW
モータ動作の正転/逆転
21
OUT_B1
45
MO_OUT
電気角モニタ
22
GND
モータドライブ用パワーグランド
46
D_MODE_1
励磁設定端子
23
NC
NC
47
D_MODE_2
励磁設定端子
24
NC
NC
48
NC
----------------------
B相駆動マイナス出力
----------------------
B相Hブリッジ電流調整端子
NC
端子インタフェース(QFN48)
8 29
150Ω
2
3
44
32
4
46
8kΩ
100kΩ
3kΩ
3kΩ
7
47
40
30
34
150Ω
45
41
100kΩ
1kΩ
27
21
10
16
11
17
26
20
15
18
22
19
1kΩ
43
42
500Ω
40
40
40
等価回路は、回路を説明するため、一部省略・簡略化しています
チップに内蔵される抵抗の絶対誤差は、±30%となっています
4
2011-10-11
TB62214AFTG
CLK のファンクション
CLK ごとに電気角が一つ進みます。Up エッジで信号が反映されます。
CLK 入力
↑
↓
ファンクション
エッジで次のステップへ。
-(前状態を保持)
ENABLE のファンクション
ステッピングモータを駆動する場合に、その相に電流を流すか流さないかを指定します。
モータを OFF モードで停止させる場合やモータを駆動する場合は、この端子を制御することによって動作を
行います。電源の立ち上げや立ち下げのときは、この端子を必ず L に固定してください。
電源立ち上げ時は、VM 電圧が使用するモータの可動電圧範囲に到達後、H としてください。(Ver.1.19
ENABLE 入力
H
L
ファンクション
出力トランジスタON動作(通常動作)
出力トランジスタ動作OFF(Hi-z)
CW/CCW のファンクション
ステッピングモータの回転方向を切り替えます。
CW は A 相電流が B 相電流より位相が 90°遅れて出力されます。
CCW は A 相電流が B 相電流より位相が 90°進んで出力されます。
CW/CCW 入力
H
L
入力ファンクション
正転(CW)
逆転(CCW)
励磁設定のファンクション
D_MODE_1 D_MODE_2
L
L
L
H
H
H
L
H
ファンクション
スタンバイモード
(OSC_M、出力トランジスタ動作停止)
2 相励磁モード
1-2 相励磁モード
W1-2 相励磁モード
RESETのファンクション
電気角の RESET を行います。電源の立ち上げ時は、この端子を必ず H に固定してください。
VM 電圧が使用するモータの可動電圧範囲に到達後、RESET 解除を行ってください。(Ver.1.19
RESET 入力
L
H
入力ファンクション
通常動作
電気角 RESET
RESETをかけたときの各相電流は以下のとおりです。
この場合、MO_OUT端子はLowとなります。
励磁モード
2 相励磁
1-2 相励磁
W1-2 相励磁
A 相電流
100%
100%
71%
B 相電流
100%
100%
71%
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2011-10-11
TB62214AFTG
検出機能について
(1)
過熱検出回路
Tj =150°C(標準)にて全出力を OFF にし、その状態が保持されます。
電源の再投入もしくは D_MODE_1/2 を L/L にすることで再復帰します。
(2)
(3)
VMR、VCCR POR (Power On Reset Circuit: VM、VCC 電源監視遮断回路)
VM、VCC が規定電圧になるまで、出力を強制的に OFF します。
ISD(過電流検出回路)
出力部に規定以上 (絶対最大定格以上の異常電流: Min 2.0 A) が流れたときに出力を強制的に OFF しその状態を保持します。
電源の再投入もしくは D_MODE_1/2 を L/L にすることで再復帰します。
この機能は、IC ショートが発生したときに一時的に IC を停止させるための機能です。
合わせて、後ページの注意文言をご覧ください。
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2011-10-11
TB62214AFTG
絶対最大定格 (Ta = 25°C)
項目
記号
定格
単位
モータ電源電圧
VM
40
V
モータ出力電圧
VOUT
40
V
モータ出力電流
IOUT
2.0
A
ロジック入力端子電圧
VIN
-0.5~6.0
V
Vref基準電圧
Vref
5.0
V
MO出力端子電圧
VMO
6.0
V
MO出力端子流入電流
IMO
30.0
mA
許容損失
PD
1.3
W
動作温度
Topr
-20~85
℃
保存温度
Tstg
-55~150
℃
Tj(MAX)
150
℃
接合部温度
備考
注1
注2
注 1 :1 相当たり。通常時の最大電流値は熱計算の上、1 相当たり 1.4 A 以下を目処にご使用ください。
周囲温度条件、基板条件によっては、発熱条件から電流がさらに制限されることがあります。
注 2 :単体測定時 (Ta =25°C)
Ta が 25℃を超える場合は、10.4mW/℃にてディレーティングする必要があります。
Ta :IC の周囲温度です。
Topr :動作させるときの IC の周囲温度です。
Tj :動作中の IC のチップ温度です。Tj 最大値は TSD (サーマルシャットダウン回路) の温度で制限されます。
Tj の最大値は、120°C 程度を目処に使用最大電流を考慮して設計することを推奨します。
重要)絶対最大定格について
絶対最大定格は瞬時たりとも超えてはならない規格です。
絶対最大定格を超えると IC の破壊や劣化や損傷の原因となり、IC 以外にも破壊や損傷や劣化
を与えるおそれがあります。
いかなる動作条件においても必ず絶対最大定格を超えないように設計を行ってください。
また、この製品には、過電圧検出の回路は搭載しておりません。
従って、絶対最大定格以上の過剰な電圧が印加された場合、IC が破壊します。
電源電圧も含む各電圧範囲は、必ず Spec の範囲内でお使いいただけますようお願いします。
また、この注意事項に関しては、後ページの注意事項の項も合わせてご確認ください。
動作範囲(Ta=0~85℃)
項目
記号
最小
標準
最大
単位
モータ電源電圧
VM
10.0
24.0
38.0
V
モータ出力電流
IOUT
-
1.4
2.0
A
1 相当たり、注 1
VIN(H)
2.0
-
5.5
V
ロジックの H レベル
ロジック入力電圧
備考
VIN(L)
-0.4
-
1.0
V
ロジックの L レベル
MO出力端子電圧
VMO
-
3.3
5.5
V
プルアップ先の電圧
クロック入力周波数
fCLK
-
-
100
kHz
チョッピング周波数
fchop
40
100
150
kHz
Vref 基準電圧
Vref
GND
-
3.6
V
センス抵抗接続端子電圧
VRS
0.0
±1.0
±1.5
V
VM 端子基準、注 2
注 1: 動作環境(励磁モードや動作時間等の動作条件、周囲温度条件、基板条件等の発熱条件)から、実際に使用できる最大電流は制
限されることがあります。動作環境下での熱計算の上、実際に使用できる最大電流値をご確認ください。
注 2: VRS の最大電圧が、絶対最大定格を超えないようにご使用ください。
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2011-10-11
TB62214AFTG
電気的特性 1 (特に指定のない項目は、Ta = 25°C, VM = 24 V)
記号
測定
回路
VIN(HIS)
IIN(H)
IIN(L)
VOH(MO)
VOL(MO)
DC
DC
DC
DC
DC
IM1
DC
IM2
IM3
DC
DC
LOGIC系入力端子 (注1)
測定LOGIC系入力端子:5V
測定LOGIC系入力端子:0V
IOH=-24mA 出力:High時
IOL=24mA 出力:Low時
出力:OPEN,
スタンバイモード時
出力:OPEN, ENABLE=L時
出力:OPEN (2相励磁)
上側
IOH
DC
下側
IOL
DC
出力電流ch間誤差
ΔIOUT1
出力設定電流値誤差
RS端子電流
出力トランジスタ
ドレイン・ソース間
オン抵抗(上下和)
項目
入力ヒステリシス
ロジック入力端子
入力電流 (注2)
MO端子出力電圧
HIGH
LOW
HIGH
LOW
消費電流
モータ出力
リーク電流
測定条件
最小
標準
最大
単位
100
35
2.4
-
200
50
-
300
75
1
0.5
mV
µA
µA
V
V
-
2
3
mA
-
3.5
5
5
7
mA
mA
VRS=VM=40V,VOUT=0V
-
-
1
µA
VRS=VM=VOUT=40V
1
-
-
µA
DC
出力電流のチャネル間の誤差
-5
0
5
%
ΔIOUT2
IRS
DC
DC
IOUT=1A (注3)
VRS=VM=24V
-5
0
0
-
5
10
%
µA
RON(D-S)
DC
IOUT=2.0A, Tj=25℃
-
1.0
1.5
Ω
注1:測定端子に VIN を加えその電圧を 0V から上昇させ、出力(OUT_A1、OUT_A2、OUT_B1、OUT_B2 端子)が変化したと
きの VIN 電圧を VIN(L→H)とする。
さらに、その電圧を下降させ、出力(OUT_A1、OUT_A2、OUT_B1、OUT_B2 端子)が変化したときの VIN 電圧を VIN(H→L)
とする。
VIN(L→H)と VIN(H→L)との差をヒステリシスとする。
注2:VM 電圧が供給されてない状態で、ロジック入力信号が入力された場合でも、信号入力による起電力やリーク電流は
発生しない回路設計となっております。但し、VM 電圧再供給の前には、再供給と共にモータが動作しないよう、
ロジック入力信号の制御を行ってください。
注3:内部回路動作用電源電圧(VCC)を外付け抵抗で分圧し、Vref 入力電圧として使用した場合、VCC 出力電圧精度、
Vref 減衰比精度と合わせて、出力電流設定値の精度は±8%となります。(er.1.1
8
2011-10-11
TB62214AFTG
電気的特性 2 (特に指定がない項目は, Ta = 25°C, VM = 24 V)
記号
測定
回路
測定条件
最小
標準
最大
単位
Iref
DC
Vref=3.0V
-
0
1
μA
Vref(GAIN)
DC
Vref=2.0V
1/4.8
1/5.0
1/5.2
-
TjTSD
DC
140
150
170
℃
VM復帰電圧
VMR
DC
7.0
8.0
9.0
V
過電流検出回路動作電流 (注2)
ISD
DC
2.0
3.0
4.0
A
内部回路動作用電源電圧
Vcc
DC
4.75
5.00
5.25
V
項目
Vref入力電流
Vref減衰比
TSD温度 (注1)
Icc=5.0mA
注1: サーマルシャットダウン (TSD) 回路について
この回路は、IC のジャンクション温度が規定温度に達し、TSD 回路が動作した場合、内部リセット回路が働き
出力部を OFF 状態にします。
TSD の動作温度の設定は 140°C (min) から 170°C (max) で動作します。TSD が動作した場合、解除されるまで、
出力を停止します。電源の再投入、もしくは D_MODE_1/2 を L/L(スタンバイモード)にすることで再復帰します。
TSD 回路は IC が過熱した場合の検出機能でありますので積極的に TSD を活用することは避けてください。
注2: 過電流検出回路 (ISD) について
この回路は、出力に規定値以上の電流が流れた場合、内部リセット回路が働き、出力部を OFF 状態にします。
スイッチングなどによる、誤動作を避けるため、CR 周期で4周期分の不感帯があり、動作するまでに
最大4周期分の時間がかかります。
D_MODE_1/2 を L/L(スタンバイモード)とするか電源を再投入するまで、過電流検出回路は動作したままになりま
す。
ISD の動作状態では、IC はスタンバイモードになります。(Ver.1.19)
(Ver.1.19)
逆起電力に関して
・
モータを動作中に電力回生のタイミングが発生しますが、そのタイミングでモータの逆起電力の影響で、モータ電流が電
源へ回生されます。
電源の Sink 能力がない場合、IC の電源端子、出力端子が絶対最大定格以上に上昇する場合があります。
使用条件や、モータの特性によってモータの逆起電力が異なりますので、逆起電力により IC の破壊、動作に問題ないこと、
また周辺回路等に誤動作や破壊がないことを十分ご確認ください。
過電流検出および熱検出回路について
・これら検出機能は出力短絡などの異常状態を一時的に回避する機能であって、IC が破壊しないことを保証するものではあり
ません。
・動作保証範囲外では、これら検出機能が動作せず、出力短絡をすると IC が破壊するおそれがあります。
・過電流検出機能は、一時的な短絡に対する検出を目的としたものです。長時間短絡が続きますとオーバーストレスとなり破
壊するおそれがあります。
過電流状態を速やかに解除するようにシステムを構成してください。
ICの取り扱いについて
回転差しを含めた誤装着はしないでください。IC や機器に破壊や損傷や劣化を招きます。
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2011-10-11
TB62214AFTG
AC電気的特性 (Ta = 25°C, VM = 24 V, 6.8 mH/5.7 Ω)
記号
測定
回路
測定条件
最小
標準
最大
単位
fCLK
AC
fOSC=1600kHz
-
-
100
kHz
CLK入力内部フィルタ最小High幅
TCLK(H)
AC
High出力する入力High期間
300
-
-
ns
CLK入力内部フィルタ最小Low幅
TCLK(L)
AC
Low出力する入力Low期間
250
-
-
ns
tr
AC
150
200
250
ns
tf
AC
100
150
200
ns
tpLH(CLK)
AC
CLK~出力電圧間
-
1000
-
ns
tpHL(CLK)
AC
CLK~出力電圧間
-
1500
-
ns
tBLANK
AC
IOUT =1.0 A
200
300
500
ns
fOSC
AC
COSC=270pF,ROSC=3.6kΩ
1200
1600
2000
kHz
fChop(RANGE)
AC
VM=24 V,
出力ACTIVE (IOUT=1.0 A)
40
100
150
kHz
fchop
AC
出力 ACTIVE(IOUT =1.0 A),
CR= 1600 kHz
-
100
-
kHz
tISD(Mask)
AC
-
4
-
tISD
AC
4
-
8
項目
CLK(クロック)入力周波数
出力トランジスタ・
スイッチング特性
ノイズ除去不感帯時間
OSC_M発振周波数
チョッピング可能周波数範囲
チョッピング設定
周波数
過電流検出不感帯時間
過電流検出動作時間
出力天絡・地絡でISD閾値を
超えてから(注1)
-
注 1:出力天絡・地絡で ISD 閾値を超えてからの OSC_M クロック数でカウント。
出力トランジスタ・スイッチング特性のタイミング
90%
CLK
1/fCLK
50%
50%
10%
tpLH
tpHL
VM
90%
出力電圧
GND
90%
50%
50%
10%
10%
tr
tf
タイミングチャートは機能・動作を説明するため、単純化してあります。
10
2011-10-11
TB62214AFTG
z MIXED DECAY MODEの波形 (電流波形)
設定電流値が増加方向の場合(Mixed Decay は 37.5%に固定)
fchop
fchop
内部 CR
CLK 信号
IOUT
MDT
設定電流値
MDT
設定電流値
NF
NF
37.5%
MIXED
DECAY
MDT (MIXED DECAY TIMING) ポイント: 37.5% (6/16) 固定
タイミングチャートは機能・動作を説明するため、単純化している場合があります。
z CLK 信号、出力電流、MO のタイミング
クロック 入力
A相
2 相励磁
B相
MO 出力
A相
1 - 2 相励磁
B相
MO 出力
A相
W 1 - 2 相励磁
B相
MO 出力
タイミングチャートは機能・動作を説明するため、単純化しています。
11
2011-10-11
TB62214AFTG
z Mixed (Slow + Fast) Decay Mode 電流波形について
○
設定電流値が増加方向の場合 (Mixed Decay Mode は 37.5%に固定)
fchop
fchop
fchop
fchop
OSCM 端子内
部 CLK 波形
NF
NF
設定
電流値
Slow
Slow
Fast
NF
設定
電流値
NF
Slow
Charge
○
Charge
Fast
Charge
Slow
Fast
Fast
Charge
設定電流値が減少方向の場合 (Mixed Decay Mode は 37.5%に固定)
fchop
fchop
fchop
fchop
OSCM 端子内
部 CLK 波形
NF
設定
電流値
NF
Slow
Slow
Charge
Charge
Fast
一瞬 Charge Mode に入り IC 内部の RS コンパレータ
回路にて比較後、設定電流値以上であるためすぐに
Slow Mode に入ります。
NF
Fast
Charge
Slow
NF
Fast
設定
電流値
Charge
NF
Slow
Fast
Charge
Charge の開始と同時に OSCM 端子内部 CLK のカウンタがスタートし、出力電流値が設定値へ達すると RS コンパレータ回路にて
設定電流値を検出 (NF)して Slow Decay Mode へ入ります。
そして、1PWM 周期(1chopping 周期) – 37.5%(OSCM 端子内部 CLK の 11CLK 目の立ち上がりエッジ)のタイミングで Slow Decay
Mode から Fast Decay Mode に入ります。
その後、OSCM 端子内部 CLK が 16CLK カウントされると Fast Decay Mode の終了と同時に、カウンタはリセットされて再度
Charge を開始します。
注:
これらの図はイメージであり、実際には過渡応答カーブとなります。
タイミングチャートは機能・動作を説明するため、単純化しています。
12
2011-10-11
TB62214AFTG
z 出力段トランジスタ動作モード
VM
VM
RRS
VM
RRS
RS 端子
RRS
RS 端子
U1
RS 端子
U2
U1
U2
U1
U2
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
L1
L2
L1
OFF
ON
ON
ON
負荷
負荷
負荷
L2
ON
PGND
L1
L2
ON
OFF
PGND
Charge モード
電流をコイルへ
流し込みます。
PGND
Slow モード
コイルとICの間で
電流を流します。
Fast モード
コイルのエネルギー
を電源に返します。
出力段トランジスタ動作のファンクション
注:
CLK
U1
U2
L1
L2
CHARGE
ON
OFF
OFF
ON
SLOW
OFF
OFF
ON
ON
FAST
OFF
ON
ON
OFF
上表は、例として上の図中の矢印の方向に電流を流す場合です。
逆方向の場合は、下表のようになります。
CLK
U1
U2
L1
L2
CHARGE
OFF
ON
ON
OFF
SLOW
OFF
OFF
ON
ON
FAST
ON
OFF
OFF
ON
このICでは、上図の様な3種類のモードを自動的に切り替え、定電流制御を行います。
等価回路は、回路を説明するため、一部省略・簡略化しています。
設定電流の計算式について
この IC では、CR 発振回路の周波数を基準にした PWM 定電流制御を行い、モータの動作を行います。
そのときの最高電流値 (設定電流値) については、電流をセンスするためのセンス抵抗 (RRS) と、
リファレンス電圧 (Vref) を設定することによって、決定することができます。
Iout=Vref/5/Rs(Ω)
1/5 は Vref (gain): Vref 減衰比です。(Spec については電気的特性をご参照ください)
例えば,Vref = 3 V を入力して、IOUT = 0.8 A を出力したい場合、RRS = 0.75 Ω (0.5 W 以上)
が必要となります。
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TB62214AFTG
ICの消費電力について
IC が消費する電力については、大枠、「出力部のトランジスタが消費する電力」と、
「ロジック部およびプリドライバ回路の消費す
る電力」の 2 つの部分に分けることができます。
•
出力部の消費電力 (RON(上下)= 1.0 Ω として計算しています。)
•
Charge Mode、Fast Decay Mode、Slow decay mode、いずれのモードでも、電力は H ブリッジ上下のトランジス
タのうち、2 つによって消費されます。
1 H ブリッジのトランジスタ部の電力は以下の式で表すことができます。
2
P (out) = IOUT (A) × VDS (V) = 2 × IOUT × RON(上下) ..............................................(1)
2 相励磁動作 (A 相と B 相は 90 度の位相差) をさせる条件での出力の平均消費電力は、以下のように計算できます。
RON(上下)= 1.0 Ω (@2.0 A)
IOUT (Peak) = 1.0 A
VM = 24 V
2
P (out) = 2Hsw × 1.0 (A) × 1.0 (Ω) = 2.0 (W) ..................................................................(2)
IM 系の消費電力は動作時と停止時に分けて計算します。
I (IM3) = 5.0 mA (typ.): 動作時
I (IM1) = 2.0 mA (typ.): 停止時
ロジック部は、VM 電源に内部接続された、レギュレータ電源により動作するためIM系の電流として現れます。IM 系 (VM に
接続される回路により消費される電流と出力段がスイッチングすることにより消費される電流の合計) は VM (24 V) に接続され
ていますので、消費電力は以下のように見積もることができます。
P (IM) = 24 (V) × 0.005 (A) = 0.12 (W)..............................................................................(3)
従って、全体の消費電力 P は、
P = P (out) + P (IM) = 2.12 (W) となります。
また、スタンバイ時の消費電力は以下のようになります。
P (スタンバイ時)  P (out) = 24 (V) × 0.002 (A) = 0.048 (W)
基板などにおける熱設計に関しては、十分評価を行ってください。
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TB62214AFTG
●OSC-Charge DELAY:
OSC の波形を内部 CR CLK へ変換するときに OSC 波形の立ち上がりのレベルを使用しているため、OSC 波形と内部 CR CLK
の間には、最大 1us 程度(CR 周波数 = 1600 kHz 時) の Delay が発生します。
OSC-Charge Delay
内部 CR
CLK 波形
OSC-Fast Delay
H
OSC(CR)波形
L
tchop
H
OUT_ A
出力電圧
50%
L
H
OUT _ A
出力電圧
50%
50%
L
設定電流
出力電流
L
Charge
Slow
Fast
タイミングチャートは機能・動作を説明するため、単純化してます。
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TB62214AFTG
●駆動モード別シーケンス
2 相励磁モードのシーケンス
150
100
CW
イニシャライズ位置
MO 出力:Low
50
B相
0
-150
-100
-50
0
50
100
150
-50
CCW
-100
-150
A相
1-2 相励磁のシーケンス
150
100
イニシャライズ位置
MO 出力:Low
CW
50
B相
-150
0
-100
-50
0
50
100
150
-50
CCW
-100
-150
A相
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TB62214AFTG
W1-2 相励磁のシーケンス
イニシャライズ位置
MO 出力:Low
150
CW
100
50
B相
-150
0
-100
-50
0
50
100
150
-50
-100
CCW
-150
A相
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TB62214AFTG
過電流検出回路の動作時間
ISD不感帯時間とISD動作時間について
CR 発振
(チョッピング基準波形)
MIN
MIN
(不感帯時間)
ISD BLANK 時間
出力停止
MAX
MAX
ISD 動作
1 チョッピング間サイクル
出力段に過電流が流れ始める時間 (過電流状態 Start)
過電流検出回路には、irr やスイッチング時のスパイク電流による誤検出を防ぐために、不感帯時間を設定しています。
この不感帯時間は、チョッピング周波数設定用 CR の周波数に同期しており、以下のように設定しています。
不感帯時間 = 4 × CR 周期
過電流が出力段に流れてから出力が停止するまでの時間は、次のとおりです。
最小: 4 × CR 時間
最大: 8 × CR 時間
ただし、この動作時間は理想的に過電流が流れたときの動作時間であり、出力の制御モードタイミングによっては、過電流回路が働かない
ことがあります。
従って、安全のために VM 電源には必ず保護用ヒューズを挿入してください。
ヒューズの容量は使用条件によって異なりますので、動作に問題がなく、IC の許容損失を超えない容量を持ったヒューズを選定してください。
OSCM発振周波数の計算式について
OSCM 発振周波数は以下の計算式で近似的求められます。
f OSCM =
1
0.56 × C × (R 1 + 500 )
C、R1 : OSCM 用外付け定数(応用回路図の C=270pF、R1=3.6kΩ に相当)
C:コンデンサ容量値、R1:抵抗値
C=270[pF]、R1=3.6[kΩ]を代入する
6
fOSCM = 1.61×10 ⇒ 1.6MHz
となります。
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TB62214AFTG
PD – Ta (パッケージの許容損失)
ガラエポキシ系 専用 2 層基板実装時
( 基板層数:2 層, Cu 厚:55μm, 基板サイズ:85 mm × 85 mm × 1.6 mm )
θj-a:38°C/W(typ.)
4.0
許容損失 PD [W]
3.0
2.0
1.0
0
0
25
50
75 85
100
125
150
175
周囲温度 Ta [°C]
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TB62214AFTG
TB62214AFTGの応用回路例
各素子のところにある数値は推奨値です。各入力条件の数値につきましては、前述の動作条件をご確認ください。
24V
NC
OUT_B2
NC
Rs_B2
0.51Ω
Rs_B1
VM
NC
Vcc
NC
NC
NC
0.1µF
100µF
OUT_B1
0.1µF
GND
GND
NC
NC
NC
NC
GND
NC
GND
OUT _ B1
GND
Vref_B
0.1µF
OUT _ B2
GND
Vref_A
3.6kΩ
5V
3.3V
GND
OSCM
M
270pF
OUT _ A2
CW/CCW
0V
50kΩ
OUT _ A1
MO_OUT
5V
3.3V
0V
GND
D_MODE_2
5V
3.3V
NC
D_MODE_2
0V
NC
0V
注:
NC
OUT_A2
OUT_A1
NC
0.51Ω
(Ver.1.19)
5V
3.3V
Rs_A2
Rs_A1
NC
GND
RESET
ENAB
CLK
NC
GND
NC
GND
5V
3.3V
0V
必要に応じて、バイパスコンデンサの追加をお願いします。
GND配線は、できる限り 1 点接地になると共に放熱設計を考慮したパターンになるように設計してください。
各モードなどの設定端子をSWで制御する場合、ハイインピーダンスにならないようにプルダウンもしくは
プルアップしてください。
入力するデータに関しましては、ファンクションの項目をご参照の上、入力してください。
応用回路例は、参考例であり、量産設計に際しては、十分な評価を行ってください。
また、工業所有権の使用の許諾を行うものではありません。
回路内の部品は、特性確認のために使用しているものであり、応用機器の誤動作や故障が発生しない
ことを保証するものではありません。
出力間のショート、および出力の天絡、地絡時に IC の破壊の恐れがありますので、出力ライン、VDD (VM) ライン、GND
ラインの設計は十分注意してください。また、回転挿しをした場合、低耐圧素子に高耐圧がかかる等により破壊することが
考えられますので、十分注意して実装してください。また、この製品には、過電圧保護の回路は搭載しておりません。した
がって、Spec 以上の過剰な電圧が印加された場合、ICが破壊します。電源は、必ず Spec の範囲内でお使いいただけま
すようお願いいたします。
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TB62214AFTG
QFN48-P-0707-0.50
単位:mm
裏面ヒートシンク形状
:5.4mm×5.4mm
コーナー部の面取り寸法:C0.5
コーナー部のR寸法
:3-R0.2
質量 0.14 g (標準)
フットパターン例(両面基板)
部品面
裏
黒丸:0.2mm スルーホール
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TB62214AFTG
記載内容の留意点
1. ブロック図
ブロック図内の機能ブロック/回路/定数などは、機能を説明するため、一部省略・簡略化している場合があります。
2. 等価回路
等価回路は、回路を説明するため、一部省略・簡略化している場合があります。
3. タイミングチャート
タイミングチャートは機能・動作を説明するため、単純化している場合があります。
4. 応用回路例
応用回路例は、参考例であり、量産設計に際しては、十分な評価を行ってください。
また、工業所有権の使用の許諾を行うものではありません。
5. 測定回路図
測定回路内の部品は、特性確認のために使用しているものであり、応用機器の誤動作や故障が発生しないことを保証するものではあ
りません。
使用上のご注意およびお願い事項
使用上の注意事項
(1)
絶対最大定格は複数の定格の、どの一つの値も瞬時たりとも超えてはならない規格です。
複数の定格のいずれに対しても超えることができません。
絶対最大定格を超えると破壊、損傷および劣化の原因となり、破裂・燃焼による傷害を負うことがあります。
(2)
デバイスの逆差し、差し違い、または電源のプラスとマイナスの逆接続はしないでください。電流や消費電力が絶対最大定格
を超え、破壊、損傷および劣化の原因になるだけでなく、破裂・燃焼により傷害を負うことがあります。なお、逆差しおよび
差し違いのままで通電したデバイスは使用しないでください。
(3)
過電流の発生や IC の故障の場合に大電流が流れ続けないように、適切な電源ヒューズを使用してください。IC は絶対最大定
格を超えた使い方、誤った配線、および配線や負荷から誘起される異常パルスノイズなどが原因で破壊することがあり、この
結果、IC に大電流が流れ続けることで、発煙・発火に至ることがあります。破壊における大電流の流出入を想定し、影響を最
小限にするため、ヒューズの容量や溶断時間、挿入回路位置などの適切な設定が必要となります。
(4)
モータの駆動など、コイルのような誘導性負荷がある場合、ON 時の突入電流や OFF 時の逆起電力による負極性の電流に起因す
るデバイスの誤動作あるいは破壊を防止するための保護回路を接続してください。IC が破壊した場合、傷害を負ったり発煙・
発火に至ることがあります。
保護機能が内蔵されている IC には、安定した電源を使用してください。電源が不安定な場合、保護機能が動作せず、IC が破
壊することがあります。IC の破壊により、傷害を負ったり発煙・発火に至ることがあります。
(5)
パワーアンプおよびレギュレータなどの外部部品 (入力および負帰還コンデンサなど) や負荷部品 (スピーカなど) の選定は
十分に考慮してください。
入力および負帰還コンデンサなどのリーク電流が大きい場合には、IC の出力 DC 電圧が大きくなります。この出力電圧を入力
耐電圧が低いスピーカに接続すると、過電流の発生や IC の故障によりスピーカの発煙・発火に至ることがあります。(IC 自体
も発煙・発火する場合があります。) 特に出力 DC 電圧を直接スピーカに入力する BTL (Bridge Tied Load) 接続方式の IC を
用いる際は留意が必要です。
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TB62214AFTG
使用上の留意点
過電流保護回路
過電流制限回路 (通常: カレントリミッタ回路) はどのような場合でも IC を保護するわけではありません。動作後は、速やか
に過電流状態を解除するようお願いします。
絶対最大定格を超えた場合など、ご使用方法や状況により、過電流制限回路が正常に動作しなかったり、動作する前に IC が破
壊したりすることがあります。また、動作後、長時間過電流が流れ続けた場合、ご使用方法や状況によっては、IC が発熱など
により破壊することがあります。
熱遮断回路
熱遮断回路 (通常: サーマルシャットダウン回路) は、どのような場合でも IC を保護するわけではありません。動作後は、速
やかに発熱状態を解除するようお願いします。
絶対最大定格を超えて使用した場合など、ご使用法や状況により、熱遮断回路が正常に動作しなかったり、動作する前に IC が
破壊したりすることがあります。
放熱設計
パワーアンプ、レギュレータ、ドライバなどの、大電流が流出入する IC の使用に際しては、適切な放熱を行い、規定接合温度
(Tj) 以下になるように設計してください。これらの IC は通常使用時においても、自己発熱をします。IC 放熱設計が不十分な
場合、IC の寿命の低下・特性劣化・破壊が発生することがあります。また、IC の発熱に伴い、周辺に使用されている部品への
影響も考慮して設計してください。
逆起電力
モータを逆転やストップ、急減速を行った場合に、モータの逆起電力の影響でモータから電源へ電流が流れ込みますので、電
源の Sink 能力が小さい場合、IC の電源端子、出力端子が絶対最大定格以上に上昇する恐れがあります。逆起電力により電源
端子、出力端子が絶対最大定格電圧を超えないように設計してください。
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製品取り扱い上のお願い
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本資料の掲載内容は、技術の進歩などにより予告なしに変更されることがあります。
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資料を転載複製する場合でも、記載内容に一切変更を加えたり、削除したりしないでください。
• 当社は品質、信頼性の向上に努めていますが、半導体製品は一般に誤作動または故障する場合があります。本製
品をご使用頂く場合は、本製品の誤作動や故障により生命・身体・財産が侵害されることのないように、お客様
の責任において、お客様のハードウェア・ソフトウェア・システムに必要な安全設計を行うことをお願いします。
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ンノート、半導体信頼性ハンドブックなど)および本製品が使用される機器の取扱説明書、操作説明書などをご
確認の上、これに従ってください。また、上記資料などに記載の製品データ、図、表などに示す技術的な内容、
プログラム、アルゴリズムその他応用回路例などの情報を使用する場合は、お客様の製品単独およびシステム全
体で十分に評価し、お客様の責任において適用可否を判断してください。
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など)または本資料に個別に記載されている用途に使用されることが意図されています。本製品は、特別に高い
品質・信頼性が要求され、またはその故障や誤作動が生命・身体に危害を及ぼす恐れ、膨大な財産損害を引き起
こす恐れ、もしくは社会に深刻な影響を及ぼす恐れのある機器(以下“特定用途”という)に使用されることは
意図されていませんし、保証もされていません。特定用途には原子力関連機器、航空・宇宙機器、医療機器、車
載・輸送機器、列車・船舶機器、交通信号機器、燃焼・爆発制御機器、各種安全関連機器、昇降機器、電力機器、
金融関連機器などが含まれます。本資料に個別に記載されている場合を除き、本製品を特定用途に使用しないで
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出管理規則」等、適用ある輸出関連法令を遵守し、それらの定めるところにより必要な手続を行ってください。
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のご使用に際しては、特定の物質の含有・使用を規制する RoHS 指令等、
適用ある環境関連法令を十分調査の上、
かかる法令に適合するようご使用ください。お客様がかかる法令を遵守しないことにより生じた損害に関して、
当社は一切の責任を負いかねます。
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