NJW4382 バイポーラステッピングモータドライバ ■概要 NJW4382は小型バイポーラ方式ステッピングモータ駆動に適し た、汎用高効率ステッピングモータドライバです。 入力方式は、Phase方式に対応し2bitの電流設定を組み合わせ ることで、Full / Half / Modified half / Quarter Stepの制御を行えま す。 耐圧40V、出力電流1.5Aの高出力対応、低消費電流、低ON 抵抗などの性能面に加え、保護回路は過電流保護(OCP)回路、低 電圧保護(UVLO)回路、過熱保護(TSD)回路を内蔵している為、 汎用から高信頼デバイスまで幅広い用途に使用できます。 ■特徴 ● モータ電源電圧 ● 出力電流 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ■外形 NJW4382VP1 NJW4382L VMM=8～36V(単電源) Io=900mA(定常時) Io=1500mA(瞬時) Ro=1.0Ω(上下の和) typ. Phase & I0/I1(電流設定) 低ON抵抗出力 入力方式 定電流制御回路内蔵 電流設定 2bit(100%, 71%, 38%, 0%)制御 ACD(Auto Current Decay)設定機能 VR電圧外部入力 低消費電流 スタンバイ機能内蔵 各種保護回路(OCP/UVLO/TSD)内蔵 ALARM出力内蔵(OCP/TSD連動) BCD構造 パッケージ HTSSOP24-P1、SDIP22 ■ ブロック図 VMM VMM STB REG BIAS VMM VREG OCP PHASE1 VR1 I10 I11 OSC OUT1A CURRENT LEVEL CONTROL (4分割) (100,71,38,0%) TRIANGLE WAVE OSC FREQUENCY DIVIDE (1/X) PWM LOGIC OUTPUT CONTROL LOGIC SENSE1 C1 ALARM PROTECTION UVLO_VMM TSD OCP(Pch) VMM ACD LOCAL OSC OCP PHASE2 VR2 I20 I21 OUT1B CURRENT LEVEL CONTROL (4分割) (100,71,38,0%) PWM LOGIC OUTPUT CONTROL LOGIC OUT2A OUT2B SENSE2 C2 GND Ver.2014-11-18 -1- NJW4382 ■ 端子配列 I10 I11 VR1 PHASE1 N.C. OSC GND ACD PHASE2 VR2 I21 I20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 SUB STB C1 SENSE1 OUT1A OUT1B VMM VMM OUT2B OUT2A SENSE2 C2 ALARM I10 I11 VR1 PHASE1 OSC GND ACD PHASE2 VR2 I21 I20 HTSSOP24-P1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 STB C1 SENSE1 OUT1A OUT1B VMM OUT2B OUT2A SENSE2 C2 ALARM SDIP22 ■ 端子機能表 端子番号 HTSSOP24 SDIP22 1 1 2 2 端子名 I/O 機能 備考 I10 I11 I I I10/I11 の組合せにより、出力最大電流を切り替えます。 I10/I11 ：L/L=100%、H/L=71%、L/H=38%、H/H=0% 1ch 側の出力最大電流設定用に、任意の基準電圧へ接続 します。 H：OUT1A=H/ OUT1B=L, L：OUT1A=L/ OUT1B=H 外付けの RC により、PWM 周波数を設定します。 ロジック電源用グラウンド L=AUTO CURRENT DECAY, H=SLOW DECAY H：OUT2A=H/ OUT2B=L, L：OUT2A=L/ OUT2B=H 2ch 側の出力最大電流設定用に、任意の基準電圧へ接続 します。 I20/I21 の組合せにより、出力最大電流を切り替えます。 I20/I21 ：L/L=100%、H/L=71%、L/H=38%、H/H=0% 内部保護動作検知(過熱、低電圧保護動作)時に L レベル を出力します。 SENSE2 とショート、もしくはフィルタ回路を挿入します。 2ch 側電流検出用の抵抗、もしくは GND に接続します。 電源を接続します。(HTSSOP24 は、両端子接続します) 1ch 側電流検出用の抵抗、もしくは GND に接続します。 SENSE1 とショート、もしくはフィルタ回路を挿入します。 H=通常動作、L=省電力となり出力全オフ状態となります。 GND 接続、またはオープン 3 3 VR1 I 4 5 6 7 8 9 4 5 6 7 8 PHASE1 NC OSC GND ACD PHASE2 I I I 10 9 VR2 I 11 12 10 11 I21 I20 I I 1ch 側出力最大電流切替設定 端子 1ch 側出力最大電流設定用基 準電圧端子 1ch 側出力相切替端子 未接続 PWM 周波数設定端子 ロジックグラウンド端子 出力電流回生制御設定端子 2ch 側出力相切替端子 2ch 側出力最大電流設定用基 準電圧端子 2ch 側出力最大電流切替設定 端子 13 12 ALARM O 内部保護動作検知端子 14 15 16 17 18,19 20 21 22 23 24 SUB 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 - C2 SENSE2 OUT2A OUT2B VMM OUT1B OUT1A SENSE1 C1 STB - I O O O O O O I I - 2ch 側定電流値検出端子 2ch 側電流検出抵抗接続端子 2ch 側出力端子 A 2ch 側出力端子 B 電源電圧端子 1ch 側出力端子 B 1ch 側出力端子 A 1ch 側電流検出抵抗接続端子 1ch 側定電流値検出端子 省電力状態設定端子 裏面放熱電極 -2- Ver.2014-11-18 NJW4382 (Ta=25℃) ■ 絶対最大定格 項 目 電源端子電圧 モータ出力電流（定常時） モータ出力電流（瞬時） 記 号 VMM IＯ IＯPEAK 定 格 値 40 0.9 1.5 単位 V A A ロジック入力端子電圧 VIND 6 V アナログ入力端子電圧 センス端子電圧 ALARM 出力端子電圧 ALARM 出力端子電流 動作温度範囲 接合部温度範囲 保存温度範囲 VINA VSENSE VALARM IALARM Topr Tj Tstg V V V mA ℃ ℃ ℃ 消費電力(HTSSOP24) PD 消費電力(SDIP22) PD 6 6 6 20 -40～+85 -40～+150 -50～+150 1200 1800 3700 1200 1700 2400 備考 VMM 端子 1ch あたり 1ch あたり PHASE1/PHASE2/I10/I11/ I20/I21/STB/ACD 端子 VR1/VR2/C1/C2 端子 SENSE1/SENSE2 端子 ALARM 端子 ALARM 端子 2 層基板実装時(注 1) 4 層基板実装時(注 2) 4 層基板実装時(注 3) 単体 2 層基板実装時(注 4) 2 層基板実装時(注 5) mW mW (注 1) :基板実装時 114.5 101.5 1.6mm (FR-4, 2 層, 裏面実装有)で EIA/JEDEC 規格準拠 (注 2) :基板実装時 114.5 101.5 1.6mm (FR-4, 4 層(内箔 99.5 99.5mm), 裏面実装無)で EIA/JEDEC 規格準拠 (注 3) :基板実装時 114.5 101.5 1.6mm (FR-4, 4 層(内箔 99.5 99.5mm), 裏面実装有, サーマルビア適用)で EIA/JEDEC 規格準拠 (注 4) :基板実装時 114.5 101.5 1.6mm (FR-4, 2 層)で EIA/JEDEC 規格準拠 (注 5) :基板実装時 114.5 101.5 1.6mm (FR-4, 2 層(2 層面銅箔サイズ 99.5 99.5mm あり))の当社仕様基板条件 (Ta=25℃) ■ 推奨動作範囲 項 目 電源端子電圧 ロジック入力端子電圧 アナログ入力端子電圧 ALARM 出力端子電圧 OSC 端子発振周波数 記 号 VMM VIND VINA VALARM fSAWOSC 条 件 最小 8 - 標準 - 項 目 記 号 条 件 ■ロジック入力端子(PHASE1/PHASE2/I10/I11/I20/I21/STB/ACD 端子) VHIND H レベル入力電圧 PHASE1/PHASE2/ VLIND1 L レベル入力電圧 1 I10/I11/I20/I21/ACD 端子 VLIND2 L レベル入力電圧 2 STB端子 入力パルス幅 tS STB端子は除く tSET セットアップタイム STB端子 ■出力端子(OUT1A/OUT1B/OUT2A/OUT2B 端子) 出力端子電圧 VO ■センス端子(SENSE1/SENSE2 端子) VSENSE SENSE 端子電圧 最小 標準 単位 V V V V kHz 最大 単位 2.0 - 5.5 V 0 - 0.8 V 0 2 200 - 0.6 - V μs μs - - 36 V - - 1 V (VMM=24V, Ta=25℃) ■ 端子動作条件 Ver.2014-11-18 最大 36 5.5 5.5 5.5 150 -3- NJW4382 ■ 電気的特性 (VMM=24V, VSTB=5V, VSENSE1=VSENSE2=0V, Ta=25℃) 項 目 記 号 条 件 ■全体 IMM 消費電流 VMM=24V, IIH は除く ISTB VSTB=0V スタンバイ時無効電流 ■ロジック部(PHASE1/PHASE2/I10/I11/I20/I21/STB/ACD 端子) PHASE1/PHASE2/ VHYSIND1 入力ヒステリシス電圧幅 1 I10/I11/I20/I21/ACD 端子 VHYSIND2 STB端子 入力ヒステリシス電圧幅 2 H レベル入力電流 IIHD VIND=5.0V, 1 入力あたり IILD L レベル入力電流 VIND=0V, 1 入力あたり RINDN 入力プルダウン抵抗 ■アナログ部 1(OSC 端子) ICHGOSC OSC 端子充電電流 IDCHGOSC OSC 端子放電電流 fSAWOSC1 COSC=1000pF Saw OSC 発振周波数 1 fSAWOSC2 COSC=2200pF, ROSC=22kΩ Saw OSC 発振周波数 2 ■アナログ部 2(VR1/VR2/C1/C2 端子) IIVR VR 端子入力電流 VVR=5V, 1 入力あたり VCDET1 VVR=5V, I10=I20=L, I11=I21=L C スレッショルド電圧 1(100%) VCDET2 VVR=5V, I10=I20=H, I11=I21=L C スレッショルド電圧 2 (71%) VCDET3 VVR=5V, I10=I20=L, I11=I21=H C スレッショルド電圧 3 (38%) IIC C 端子入力電流 VC=0V, 1 入力あたり tB1 COSC=1000pF ブランキングタイム 1 tB2 ブランキングタイム 2 COSC=2200pF, ROSC=22kΩ ■ALARM 出力部 VALARM IALARM=10mA L 出力電圧 IALARMLEAK VALARM=5.5V ALARM 出力リーク電流 ■モータ出力部 ROH Io=900mA 上側出力 ON 抵抗 ROL Io=900mA 下側出力 ON 抵抗 ROH/ Tｊ Io=900mA, Tj=-40～150℃ 上側出力 ON 抵抗温度係数 ROL/ Tｊ Io=900mA, Tj=-40～150℃ 下側出力 ON 抵抗温度係数 IOLEAKH VMM=36V, Vo=0V, VSTB=0V 上側出力リーク電流 下側出力リーク電流 IOLEAKL VMM=36V, Vo=36V, VSTB=0V VORH Io=-900mA 上側逆方向出力電圧 VORL Io=-900mA 下側逆方向出力電圧 SENSE 端子リーク電流 ISENSELEAK VSENSE=1V(SENSE→GND), VSTB=0V tpd1 出力部ターンオン時間 tpd2 出力部ターンオフ時間 デッドタイム td -4- 最小 標準 最大 単位 - 3.0 13 4.8 20 mA μA - 0.15 - V 33 -200 - 0.2 50 100 100 200 - V μA nA kΩ 0.7 20 10 20 1.6 50 22 30 2.5 80 35 50 mA μA kHz kHz -200 460 315 150 -200 - 500 355 190 1.3 2.6 200 540 395 230 200 - nA mV mV mV nA μs μs - 0.2 - 0.3 1.0 V μA - 0.5 0.5 1.8 1.5 0.85 0.85 850 150 700 0.7 0.7 1.0 1.0 1.5 1.5 5.0 - Ω Ω mΩ/℃ mΩ/℃ μA μA V V μA ns ns ns Ver.2014-11-18 NJW4382 (VMM=24V, VSTB=5V, VSENSE1=VSENSE2=0V, Ta=25℃) ■ 電気的特性 項 目 ■低電圧保護動作部 UVLO 検出動作電圧 UVLO 検出解除電圧 UVLO 検出ヒステリシス電圧 ■過熱保護動作部 過熱保護動作温度 過熱保護解除温度 過熱保護ヒステリシス ■OCP 保護動作部 OCP 検出電流 OCP 動作遅延時間 OCP 復帰トリガ間隔 OCP 検出蓄積カウント期間 記 号 最小 標準 最大 単位 6.6 6.8 0.1 7.1 7.3 0.2 7.6 7.8 0.3 V V V TDTSD TRTSD ⊿TTSD - 170 140 30 - C C C IOCP tOCP tOCPR 1.5 - 2.5 400 30 500 - A ns μs μs 最小 標準 最大 単位 EIA/JEDEC 仕様基板 114.5×101.5×1.6mm 実装時 2 層, FR-4, 裏面実装有 - - 104.2 ℃/W EIA/JEDEC 仕様基板 114.5×101.5×1.6mm 実装時 2 層, FR-4, 裏面実装有 - 7.2 - ℃/W EIA/JEDEC 仕様基板 114.5×101.5×1.6mm,実装時 4 層, FR-4, 内層銅箔 99.5×99.5mm, 裏面実装無 - - 69.4 ℃/W - 7.6 - ℃/W - - 33.8 ℃/W - 2.7 - ℃/W VDUVLO VRUVLO ⊿VUVLO 条 件 VMM Decreasing VMM Increasing tOCPDET ■ 熱特性 ・HTSSOP24-P1 項 目 ジャンクション-周囲雰 囲気間熱抵抗 1 ジャンクション-ケース 表面間熱抵抗 1 ジャンクション-周囲雰 囲気間熱抵抗 2 ジャンクション-ケース 表面間熱抵抗 2 ジャンクション-周囲雰 囲気間熱抵抗 3 ジャンクション-ケース 表面間熱抵抗 3 記 号 ja_1 Ψjt_1 ja_2 Ψjt_2 ja_3 Ψjt_3 条 件 EIA/JEDEC 仕様基板 114.5×101.5×1.6mm,実装時 4 層, FR-4, 内層銅箔 99.5×99.5mm, 裏面実装無 EIA/JEDEC 仕様基板 114.5×101.5×1.6mm,実装時 4 層, FR-4, 内層銅箔 99.5×99.5mm, 裏面実装有, サーマルビア適用 EIA/JEDEC 仕様基板 114.5×101.5×1.6mm,実装時 4 層, FR-4, 内層銅箔 99.5×99.5mm, 裏面実装有, サーマルビア適用 ・SDIP22 項 目 記 号 ジャンクション-周囲雰 ja_1 囲気間熱抵抗 1 ジャンクション-ケース Ψjt_1 表面間熱抵抗 1 ジャンクション-周囲雰 ja_2 囲気間熱抵抗 2 ジャンクション-ケース Ψjt_2 表面間熱抵抗 2 Ver.2014-11-18 最小 標準 最大 単位 EIA/JEDEC 仕様基板 114.5×101.5×1.6mm 実装時 2 層, FR-4 条 件 - - 73.5 ℃/W EIA/JEDEC 仕様基板 114.5×101.5×1.6mm 実装時 2 層, FR-4 - 13.7 - ℃/W 当社仕様基板 114.5×101.5×1.6mm 実装時 2 層, FR-4, 2 層面銅箔 99.5×99.5mm あり - - 52.1 ℃/W 当社仕様基板 114.5×101.5×1.6mm 実装時 2 層, FR-4, 2 層面銅箔 99.5×99.5mm あり - 13.1 - ℃/W -5- NJW4382 ■ ディレーティングカーブ NJW4382VP1 ディレーティングカーブ (Topr=-40～+85℃,Tj=150℃) 4000 消費電力 PD(mW) 3500 3000 4層 FR4 114.5×101.5×1.6mm基板実装時 (4層基板内箔：99.5.x99.5mm, 裏面実装有、 サーマルビア適用) 2500 2000 1500 1000 1924mW 4層 FR4 114.5×101.5×1.6mm基板実装時 (4層基板内箔：99.5x99.5mm, 裏面実装無) 936mW 2層 FR4 114.5×101.5×1.6mm基板実装時 (裏面実装有) 624mW 500 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 周囲温度 Ta(℃) NJW4382L ディレーティングカーブ (Topr=-40～+85℃,Tj=150℃) 4000 消費電力 PD(mW) 3500 3000 2層 FR4 114.5×101.5×1.6mm基板実装時 (2層面銅箔サイズ：99.5x99.5mm) 2500 2000 2層 FR4 114.5×101.5×1.6mm基板実装時 1500 IC単体時 1248mW 1000 884mW 624mW 500 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 周囲温度 Ta(℃) -6- Ver.2014-11-18 NJW4382 ■ 真理値表 入力端子論理 STB ACD PHASE1/2 H L L H H H L L X X H ＊OFF(出力端子論理)：HiZ状態 出力端子論理 I10/I20 L H L H L H L H L H L H L H L H I11/I21 L L H H L L H H L L H H L L H H OUT1A/2A H H H OFF L(PWM) L(PWM) L(PWM) OFF H H H H L(PWM) L(PWM) L(PWM) H OUT1B/2B L(PWM) L(PWM) L(PWM) OFF H H H OFF L(PWM) L(PWM) L(PWM) H H H H H X X OFF OFF ALARM 端子論理 Current Decay ブレーキ Current Level 100% 71% 38% 0% 100% 71% 38% 0% 100% 71% 38% 0% 100% 71% 38% 0% 全OFF - 出力状態 正転 Auto (Fast/Slow) 全OFF 逆転 全OFF H 正転 Slow ブレーキ 逆転 - L 備考 スタンバイ状態 内部保護動作状態(TSD, OCP) ■ ACD 動作説明図 ACD=L fSAWOSC tB VCDET C1C2端子電圧 (Coil電流) Charge Discharge (SLOW) 例：電流レベル変更時 電流レベル 100% I10=L, I11=L Charge Discharge (FAST) Charge Discharge (FAST) Charge Discharge (SLOW) 電流レベル 71% I10=H, I11=L ACD 機能使用(ACD=L)時は、ブランキング時間(ｔB)直後毎に C1/C2 端子電圧と VCDET を比較し、 ・C1/C2 端子電圧＜VCDET の場合、Discharge 区間は Slow Decay となります。 ・C1/C2 端子電圧＞VCDET の場合、Discharge 区間は Fast Decay となります。 Ver.2014-11-18 -7- NJW4382 ■ 保護回路動作説明図 ◆ 過熱保護動作温度定義 TSD解除温度 (通常動作) -40℃ 85℃ ヒステリシス 温度 TSD動作温度 （出力停止） TRTSD 150℃ TDTSD (Tj max) Tj ◆ 低電圧保護動作定義 VMM 36V 推奨動作電圧 max 8.0V 推奨動作電圧 min UVLO解除電圧(通常動作) VRUVLO VDUVLO 0V -8- ヒステリシス電圧 UVLO動作電圧（出力停止） Ver.2014-11-18 NJW4382 ■ OCP 動作タイミングチャート 蓄積カウント期間 1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 OCP検出値 Io 停止保持 tOCP VOUT 出力ON/OFF状態 (PWM制御含む) ON OFF(Hi-Z) ON OFF VALARM Local OSC 解除指令 tOCP:OCP動作遅延時間 tOCPR tOCPR :OCP 復帰トリガ間隔 ○OCP 機能は、初回検出時に OCP 蓄積カウント期間を発生させ、この期間内に初回含め計 5 回検出動作した場合は、 出力部は停止を保持し、ALARM を出力する。 OCP 蓄積カウント期間中は、内部 OCP 復帰トリガにより出力復帰を行う。 尚、この際 PWM 入力などにより出力 OFF 状態の場合は、PWM 指令が ON のタイミングで出力を行う。 これら一連の動作において、蓄積回数が期間内に満たない場合は動作カウントキャンセラーにより通常動作に戻る。 ○動作カウントキャンセラー OCP の誤動作防止に動作カウントキャンセラー機能を設けてある。 OCP の初回検出後 (1) 計 5 回の動作が 500μs typ.以内に発生しない場合は、通常動作に戻る。 (2) 計 5 回の動作以前に下記強制解除が発生した場合は、通常動作に戻る。 ○強制解除は、 ①電源再投入(VMM の再投入) ②STB 入力動作/解除 で有効となり、OCP カウント中または、停止保持後を問わず通常動作に戻る。 Ver.2014-11-18 -9- NJW4382 ■ 入出力動作タイミングチャート ACD=L PHASE1 I11 I10 PHASE2 I21 I20 140% VR1/VR2 100% 100% 71% 38% IM (1ch) IM (2ch) -38% -71% -100% FULL STEP - 10 - HALF STEP Modified HALF STEP Quarter STEP Ver.2014-11-18 NJW4382 ■ アプリケーション回路例 モータ逆起電力などでVMM電圧が振れる場合は バイパスコンデンサ容量を増やしてください VDD VMM + 0.1uF PORTx STB PORTx ACD PORTx PHASE1 PORTx I10 PORTx I11 10uF VMM OUT1A STEPPER MOTOR M OUT1B SENSE1 VR1 PORTx ALARM PORTx PHASE2 PORTx I20 PORTx I21 C1 Rs1 OUT2A OUT2B SENSE2 VR2 C2 OSC ROSC COSC GND Rs2 0～1Ω (推奨値：0.5Ω) 必要に応じてローパスフィルタを 接続してください ブランキングタイムを調整する場合は、 抵抗を接続してください Ver.2014-11-18 - 11 - NJW4382 ■ 機能説明 NJW4382 は 2 相ステッピングモータのモータ巻線に、一定のバイポーラ電流を供給します。 入力部は、PHASE&I0/I1 方式を採用 しており、PHASE 端子は電流の方向、I0/I1 端子は 3 つの異なる電流レベルとゼロ電流を選択できます。 電流制御はスイッチングモードで行われ、I0/I1 端子の電流レベル選択によって、モータのトルク調整や フルステップ、ハーフステップ、モディファイド(修正)ハーフステップ、クォータステップの励磁モードでの駆動が可能です。 ◆ 基本動作パターン(Phase=CW 時) Charge Slow Decay VMM OUTA OUTB Fast Decay VMM OUTA OUTB Stop VMM OUTA OUTB VMM OUTA OUTB ◆ 定電圧制御 定電圧制御は、電流検出による PWM 制御を行わず、モータ電源電圧 VMM とモータ巻線抵抗 RM で決定する電流で駆動します。 IO VMM A RM この場合、OSC 端子、SENSE 端子、C 端子は GND へ、VR 端子は任意の基準電圧へ接続します。 励磁モードは、I0/I1 端子による 100%出力(ON)/ゼロ電流出力(OFF) 指令で動作させるため、フルステップ、ハーフステップが行え ます。 ACD 機能は、電流検出による回生動作は行いませんので、ゼロ電流出力(OFF)時の回生方法として選択することができます。 - 12 - Ver.2014-11-18 NJW4382 ◆ 定電流制御 定電流制御は、任意設定周波数による PWM デューティ変調方式であり、H ブリッジ部の下側 FET のスイッチングと同期整流回生 で行います。 モータ電流は、電流検出抵抗を外付けすることで、コンパレータ部で VR 入力電圧と比較します。 PWM オン時のスイ ッチング過渡電流をマスクして PWM の誤動作を防ぐため、PWM ロジック部でブランキングタイムを発生します。 また、C 端子入力 に直列に外付けでローパスフィルタを追加し過渡電流をフィルタリングすることも可能です。 尚、ブランキングタイムと PWM 周波数 は、OSC 端子に接続するコンデンサ、またはコンデンサと抵抗の組合せで、任意設定ができます。 VR 端子電圧もしくは、電流検出抵抗を変えることにより、100%出力時の電流値を設定します。 I0/I1 端子 2bit の選択により、3 つ の異なる電流レベル（100%, 71%, 38%）とゼロ電流を選択できます。 励磁モードは、I0/I1 端子によりフルステップ、ハーフステップ、モディファイド(修正)ハーフステップ、クォータステップの駆動が可 能です。 ACD 機能は、電流検出時の回生経路として Slow Decay モードか Auto Current Decay モードのいずれかを選択します。 また、ゼロ電流出力(OFF)時の回生方法として選択することもできます。 出力電流ピーク値 100%は VR 端子設定電圧と検出抵抗 Rs の値によって次のように決定することが出来ます。 IOpeak 0. 1 VR A RS Ex.) 検出抵抗 Rs に推奨値 0.5Ωを使用すると、2.5V の VR 電圧で約 500mA の出力電流となります。 ＜定電流制御動作パターン(Phase=CW 時)＞ (Dead Time) VMM VMM ON ON OUTA OUTA VMM ON ON OUTB OUTB OUTA OUTB OFF ON Charge Slow Decay OFF VMM OFF OUTA Fast Decay Ver.2014-11-18 OUTB OFF - 13 - NJW4382 ◆ PHASE 端子(PHASE1/PHASE2) PHASE 端子は、モータ巻線への電流方向を決定します。 H レベル信号を入力することで、OUT1A/2A から OUT1B/2B に電流が流れ、L レベル信号を入力することで OUT1B/2B から OUT1A/2A に電流が流れます。 尚、各 PHASE 端子は内部でプルダウンされています。 ◆ VR 端子(VR1/VR2) SENSE 端子電圧との比較コンパレータの基準電圧設定用入力端子です。 必ず、任意の基準電圧を印加してください。 VR入力電圧は内部で1/10 に分圧され、出力電流ピーク値100%時の基準電圧となります。 VR端子入力内部はバッファ入力形式 となり、外部に入力抵抗を構成した場合でも、内外の抵抗干渉が無く基準電圧を設定することができます。 尚、応用方法として、印加する DC 電圧を調整することで、連続的に電流レベルを変化させて、限定的なマイクロステッピング制御 を行うこともできます。 ◆ I0/I1 端子(I10/I11/I20/I21) I0 および I1 への入力信号状態によってモータ巻き線への電流レベルを決定します。 以下の信号入力状態によって、3 つの異なる電流レベル（100%, 71%, 38%）とゼロ電流を選択できます。 また、ACD 機能の選択に応じてゼロ電流時のモータ電流回生経路が異なります。 詳細は後述の ACD 端子説明を参照ください。 尚、各 I0/I1 端子は内部でプルダウンされています。 Current Current 入力端子論理 出力状態 Decay Level ACD I10/I20 I11/I21 L L 100% ON(PWM) H L Auto 71% L (Fast/Slow) L H 38% H H OFF 0%( 全 ゼロ電流) L L 100% H L ON(PWM) 71% H Slow L H 38% H H ブレーキ 0%(ゼロ電流) ◆ ACD 端子(ACD) ACD 端子では、入力信号状態によって、Auto Current Decay モードと Slow Decay モードを選択できます。 また、ここで選択されたモードによってゼロ電流設定時の回生電流経路が異なります。 定電流制御時の電流波形イメージは、前述の ACD 動作説明図をご参照ください。 ACD 機能は、実際のモータ電流波形を十分に検証し、選択してください。 尚、ACD 端子は内部でプルダウンされています。 ○ACD 端子=”L レベル”の場合 Auto Current Decay 制御となります。 定電流制御の PWM OFF 時の回生経路は、直前のブランキングタイム後の電流値を検出し、その状態に応じて Slow Decay と Fast Decay のいずれかで行われます。 特に、電流ドラッギング(電流波形の膨らみ)が発生する場合などには、自動的に Fast Decay 回生が機能し、その過剰電流を抑制 することでモータ振動を低減する効果がありますが、Fast Decay 回生時の電流リップルは大きくなります。 また、電流減衰が大きすぎて電流波形が不連続になる場合には、PWM 発振周波数を高く設定することで、連続電流を維持するこ とができます。 ゼロ電流選択時は、Fast Decay で回生されます。 適用例) ・モータ巻線の L 値が小さい場合 ・高速回転かつ励磁モードをハーフステップ以上の分解能で使用する場合 ・電流レベルを頻繁に切り替える場合 - 14 - Ver.2014-11-18 NJW4382 ○ACD 端子=”H レベル”の場合 常に Slow Decay 制御となります。 定電流制御の PWM OFF 時の回生経路は、すべて Slow Decay で行われます。 常に電流リップルは小さくなりますが、電流減衰傾斜が緩やかな為、電流ドラッギング(電流波形の膨らみ)の発生に、ご注意くださ い。 ゼロ電流選択時は Slow Decay 回生を行うため、ブレーキ停止として応用することができます。 適用例) ・モータ巻線の L 値が大きい場合 ・フルステップモードの場合 ・比較的回転数が低速の場合 ・停止時にブレーキ停止させる場合 ＊ ブレーキ停止について 通常、ステッピングモータは回転状態が停止状態に移行する場合、ロータは目標の停止位置近傍で減衰振動を伴いながら、徐々 に停止します。(この減衰振動時間については、「整定時間(セトリングタイム)」の用語で呼ばれます。) ロータの回転速度や負荷に左右されますが、数 100msec 程度は振動が残留する場合があります。この時間がシステムの高速化 (タクトタイムの短縮)に影響してきます。 ブレーキ制動は、この減衰振動を経て停止するまでの時間を短縮するため、コイル両端を短絡動作させます。ロータの振動に伴 い発生する逆起電圧(誘起電圧)が短絡されることにより短絡電流が流れはじめ、ブレーキ動作として作用しますのでロータは速や かに停止することが可能となります。 ◆ OSC 端子(OSC) 定電流制御を行う場合に、コンデンサと抵抗の組合せにより、任意のPWM周波数とブランキングタイムを設定します。 コンデンサのみの接続でも使用できますが、PWM周波数とブランキングタイムは反比例関係であり、 PWM周波数を高く、かつブランキングタイムを長くする場合などには、コンデンサと抵抗により設定します。 計算式は以下のようになります。 ＜コンデンサのみ接続する場合＞ tB μs 1.4 10 fSAWOSC kHz 3 C pF 22 103 ＜コンデンサと抵抗を接続する場合＞ tB μs 1 C pF 0.001 C pF R k tFALL μs LN 0.001 C pF R k fSAWOSC kHz tB μs 1.03 1.58 R k 3.1 1.58 R k LN 3.1 0.05 R k 1.03 0.05 R k 1000 tFALL μs OSC端子波形 tB tFALL 尚、定電流制御を行わない場合は、GND に接続します。 但し、OSC 端子は充電電流 1.6mA typ. が常に消費されます。 Ver.2014-11-18 - 15 - NJW4382 ◆ SENSE 端子(SENSE1/SENSE2)/C 端子(C1/C2) SENSE 抵抗両端に発生する電圧と、内部コンパレータ電圧を比較し、PWM 制御を行います。 モータコイルなどの定電流制御では、出力ターンオンの際に内部回生ダイオードのリカバリ時間やコイルのキャパシタ成分によっ てスパイク電流が発生します。 このスパイク電流によって、内部フリップフロップ回路がリセットされることを防ぐために、PWM ター ンオン時にブランキングパルスを発生させこの間コンパレータを無効にします。 モータ特性、基板レイアウト、モータへの配線など によってスパイク電流時間が大きくなる場合では、ブランキングタイム長く設定するか、C 端子と SENSE 抵抗間にローパスフィルタを 追加してフィルタリング対策をします。 尚、電流検出抵抗は、0.5Ωを標準とし 1Ω以下を目安としてください。 ◆ STB 端子(STB) STB 端子入力を L レベルにすると、省電力状態に移行し無励磁(モータ出力 OFF)状態となります。 また、STB 端子入力を H レベルにした際には、OCP 動作状態をリセットして通常動作を行います。 尚、STB 端子は内部でプルダウンされています。 ◆ ALARM 端子(ALARM) ALARM 端子は、TSD によるモータ出力停止時と OCP によるモータ出力停止ラッチ時に、L レベルを出力します。 オープンドレイン出力回路となっているため、外部に任意のプルアップ抵抗を接続してください。 不使用時は、オープンにします。 ◆ UVLO 機能(低電圧保護) 電源電圧端子には低電圧時の誤動作防止回路が内蔵されています。 電源電圧が UVLO 動作電圧以下へ低下した場合は、モータ出力は全 OFF 状態となります。 尚、電源投入時または著しく低下(1.6V 以下不定)した状態では、POR 回路が動作し OCP 動作を初期化する可能性があります。 ◆ TSD機能(過熱保護) 接合部温度（Tj）が TDTSD(約 170℃)を超えると、モータ出力を全 OFF 状態にし、ALARM 端子は L レベルを出力します。 接合部温度(Tj)が TRTSD(約 140℃)まで低下すると、通常動作が再開します。 ◆ OCP機能(過電流保護) モータ出力部すべての上側 FET の過電流状態を検出します。 詳細は、前述の OCP 動作タイミングチャート項を参照ください。 - 16 - Ver.2014-11-18 NJW4382 ■ 特性例 モータ電源電圧(VMM) 対 消費電流(IMM) 5.0 4.5 4.0 IMM [mA] 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 Tj=150℃ 0.5 Tj=25℃ Tj=-40℃ 0.0 0 5 10 15 20 25 VMM [V] 30 35 40 出力電流(Io) 対 上側逆方向出力電圧(VORH) 1.0 VMM=24V 1.0 0.9 0.9 0.8 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 VORL [V] VORH [V] 出力電流(Io) 対 上側逆方向出力電圧(VORL) VMM=24V 0.5 0.4 0.3 0.5 0.4 0.3 0.2 0.2 Tj=-40℃ Tj=-40℃ 0.1 0.1 Tj=25℃ Tj=25℃ Tj=150℃ Tj=150℃ 0.0 0.0 0 200 400 600 800 Io [mA] 1000 1200 0 OSC端子CR定数 対 OSC発振周波数(fOSC) 400 600 800 Io [mA] 1000 1200 OSC端子CR定数 対 ブランキングタイム(tB) VMM=24V, Ta=25ºC 200 VMM=24V, Ta=25ºC 3.5 Cosc=470pF 180 Cosc=680pF 3 Cosc=1000pF 160 Cosc=2200pF 2.5 140 Cosc=470pF Cosc=680PF 120 tB [μsec] fOSC [kHz] 200 100 80 60 Cosc=1000pF 2 Cosc=2200pF 1.5 1 40 0.5 20 0 0 0 Ver.2014-11-18 50 100 ROSC [k ] 150 ∞ 200 (ROSC無し) 0 50 100 ROSC [k ] 150 ∞ 200 (ROSC無し) - 17 - NJW4382 ■ 特性例 接合部温度(Tj) 対 OSC発振周波数(fOSC) 接合部温度(Tj) 対 ALARM出力電圧 VMM=24V, IALARM=10mA VMM=24V, fOSC=1000pF 40 0.5 35 0.4 30 fOSC [kHz] VALARM [V] 0.6 0.3 25 0.2 20 0.1 15 0.0 10 -50 -25 0 25 50 75 Tj [ºC] 100 125 150 -50 接合部温度(Tj) 対 出力ON抵抗(ROH / ROL) 25 50 75 Tj [ºC] 100 125 150 VMM=24V 3.1 0.9 2.9 0.8 2.7 0.7 2.5 IOCP [A] ROH / ROL [ ] 0 接合部温度(Tj) 対 OCP動作電流(IOCP) VMM=24V, Io=0.9A 1.0 -25 0.6 0.5 2.3 2.1 0.4 1.9 0.3 0.2 1.7 ROH ROL 0.1 1.5 -50 -25 0 25 50 75 Tj [ºC] 100 125 150 -50 出力電流(Io) 対 消費電力(PD) 3500 3000 2500 2500 PD [mW] PD [mW] 50 75 Tj [ºC] 100 125 150 Ta=Tj=25℃ 室温での計算値 Tj=150℃ 最大接合部温度での計算値 3000 2000 1500 1500 1000 500 500 0 Tj=150℃ 最大接合部温度での計算値 2000 1000 0 0 500 1000 Io [mA] - 18 - 25 VMM=24V, 2CH ON時(定常電流) 4000 Ta=Tj=25℃ 室温での計算値 3500 0 出力電流(Io) 対 消費電力(PD) VMM=24V, 1CH ON時(定常電流) 4000 -25 1500 0 500 1000 1500 Io [mA] Ver.2014-11-18 NJW4382 ＜注意事項＞ このデータブックの掲載内容の正確さには 万全を期しておりますが、掲載内容について 何らかの法的な保証を行うものではありませ ん。とくに応用回路については、製品の代表 的な応用例を説明するためのものです。また、 工業所有権その他の権利の実施権の許諾を伴 うものではなく、第三者の権利を侵害しない ことを保証するものでもありません。 Ver.2014-11-18 - 19 -