NJW4372 J

NJW4372
パルス入力ステッピングモータドライバ
■ 概要
■ 外形
NJW4372は高効率を特徴とするバイポーラ駆動方式のステッピ
ングモータドライバで、パルス列入力形式の採用により、回転ステ
ップ数と回転方向を制御することが可能です。
駆動部はDMOSのHブリッジ出力のため、モータ駆動回路を高効
率、低発熱で構成できます。
制御部は低電圧動作に対応することで5.0V/3.3V等の混在するロ
ジック回路の電源/インターフェイス電圧に対応しています。
また、定電流回路、トルク設定機能等を内蔵しており、高い制御
性を発揮します。
更に、ブレーキ専用機能を設けている為、モータ特性との組合せ
によりショートブレーキを簡単に実現できます。
NJW4372V
NJW4372L
■ 特徴
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
ロジック電源電圧
VDD=2.7～5.5V
モータ電源電圧
VMM=9～36V
出力電流
Io=500mA typ.
低ON抵抗出力
RO=0.8Ω(上下の和) typ.
低消費電流
IDD=0.75mA typ. / IMM=1.65mA typ.
STEP&DIR(パルス列)入力方式
TTL互換入力(ヒステリシスコンパレータ/シュミットインバータ入力形式)
定電流制御回路内蔵
出力電流(トルク)切替機能内蔵
FULL / HALF ステップ切替、ENABLE(出力全OFF)、RESET(初期化+出力全OFF)機能内蔵
BRAKE(出力上側全ON)機能内蔵
相原点モニタ(MO)、ALARM出力機能内蔵
各種保護回路(OCP/UVLO/TSD)内蔵
BCD構造
パッケージ
SSOP32、SDIP22
■ ブロック図
VDD
BIAS
POR
VMM
UVLO_VDD
UVLO_VMM
SENSE1
GATE-DRIVE
RESET
TOR2
OCP
OUT2A
PROTECTION
BRAKE
GND
Ver.2015-04-20
OUT1A
VMM
ENABLE
OCP
OUT1B
OCP
GATE-DRIVE
CURRENT LEVEL
CONTROL
(100, 70, 40, 20%)
VR
TOR1
PWM
LOGIC
OSC
MO
OUTPUT CONTROL LOGIC
HSM
PWM
LOGIC
DIR
TRANSLATOR
STEP
OUT2B
SENSE2
ALARM
TSD
RESET
POR
-1-
NJW4372
■ 端子配列
N.C.
VR
N.C.
TOR1
TOR2
HSM
N.C.
STEP
DIR
RESET
ENABLE
BRAKE
MO
N.C.
ALARM
N.C.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
VDD
N.C.
OUT1A
N.C.
SENSE1
N.C.
OUT1B
VMM
VMM
OUT2B
N.C.
SENSE2
N.C.
OUT2A
N.C.
GND
VR
1
22 VDD
TOR1
2
21 OUT1A
TOR2
3
20 N.C.
HSM
4
19 SENSE1
STEP
5
18 OUT1B
DIR
6
17 VMM
RESET
7
16 OUT2B
ENABLE
8
15 SENSE2
BRAKE
9
14 N.C.
MO 10
13 OUT2A
ALARM 11
SSOP32
12 GND
SDIP22
■ 端子機能表
端子番号
SSOP32
SDIP22
1,3,7,14,16,18
14,20
20,22,27,29,31
2
1
4
2
5
3
端子名
I/O
N.C.
-
未接続
内部回路とは未接続
VR
TOR1
TOR2
I
基準電圧入力端子
出力最大電流切替設定入力
端子 1/2
フル/ハーフステップモード
切替入力端子
出力最大電流設定用に、任意の基準電圧へ接続します
TOR1/2 の組合せにより、出力最大電流を切り替えます
TOR1/2: H/H=20%, L/H=40%, H/L=70%, L/L=100%
I
機能
6
4
HSM
I
8
5
STEP
I
ステップ信号入力端子
9
6
DIR
I
回転方向設定入力端子
10
7
RESET
I
リセット信号入力端子
11
8
ENABLE
I
出力全 OFF 状態設定入力端子
12
9
BRAKE
I
ブレーキ信号入力端子
13
10
MO
O
MO 出力端子
15
11
ALARM
O
内部保護動作検知出力端子
17
19
21
23
24,25
26
28
30
32
12
13
15
16
17
18
19
21
22
GND
OUT2A
SENSE2
OUT2B
VMM
OUT1B
SENSE1
OUT1A
VDD
O
I/O
O
O
I/O
O
-
ロジック部グランド端子
2ch 側出力端子 A
2ch 側電流検出抵抗接続端子
2ch 側出力端子 B
モータ電源電圧端子
1ch 側出力端子 B
1ch 側電流検出抵抗接続端子
1ch 側出力端子 A
ロジック部電源端子
-2-
備考
L=フルステップ、H=ハーフステップ
モータのステッピング用の STEP 信号を入力します
立上りエッジ毎に、電気角が進行します
L=正転（CW）、H=逆転（CCW）
L=電気角を初期化し出力全OFF(OCP 動作時は更に解除)
H=通常状態
L=出力全 OFF、H=通常動作
L=通常動作、
H=出力上側全 ON/下側全 OFF(ショートブレーキ)
相原点検知時に L レベルを出力します
内部保護（過電流保護/過熱保護）動作保持時に L レベルを
出力します
ロジック部用グランド
－
2ch 側電流検出用の抵抗、もしくはグランドに接続します
－
モータ電源を接続します(SSOP32 は両端子を接続します)
－
1ch 側電流検出用の抵抗、もしくはグランドに接続します
－
ロジック部電源を接続します
Ver.2015-04-20
NJW4372
(Ta=25 C)
■ 絶対最大定格
項 目
ロジック電源端子電圧
モータ電源端子電圧
出力端子電圧
センス端子電圧
記 号
VDD
VMM
Vo
VSENSE
ロジック入力端子電圧
VIN
ALARM 出力端子電圧
MO 出力端子電圧
出力電流
ALARM 出力端子電流
MO 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
VALARM
VMO
IO
IALARM
IMO
Topr
Tj
Tstg
消費電力（SSOP32）
PD
消費電力（SDIP22）
PD
(注 1) :
(注 2) :
(注 3) :
(注 4) :
基板実装時
基板実装時
基板実装時
基板実装時
114.3
114.3
114.5
114.5
■ 推奨動作範囲
項 目
ロジック電源端子電圧
モータ電源端子電圧
定 格 値
6
40
40
6
単位
V
V
V
V
6
V
VDD
6
6
800
20
20
-40～+85
-40～+150
-50～+150
1135
1785
1200
1700
2400
V
V
V
mA
mA
mA
C
C
C
mW
mW
mW
mW
mW
76.2 1.6mm (FR-4, 2 層)で EIA/JEDEC 規格準拠
76.2 1.6mm (FR-4, 4 層(内箔：74.2x74.2mm))で EIA/JEDEC 規格準拠
101.5 1.6mm (FR-4、2 層)で EIA/JEDEC 規格準拠
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
記 号
VDD
VMM
条
件
■ 端子動作条件
項 目
記 号
条
件
■入力端子 1(STEP 端子)
VIH
H レベル入力電圧
VIL
L レベル入力電圧
tp
入力パルス幅
■入力端子 2(DIR/HSM/RESET/ENABLE/BRAKE/TOR1/TOR2 端子)
VIH1
VDD=5.0V
H レベル入力電圧 1
VIH2
VDD=3.3V
H レベル入力電圧 2
VIL
L レベル入力電圧
tDS
データセットアップタイム
TOR1/TOR2 は除く
tDH
データホールドタイム
TOR1/TOR2 は除く
■入力端子 3(VR 端子)
VVR
VR 端子電圧
Ver.2015-04-20
備考
VDD 端子
VMM 端子
OUT1A/1B/2A/2B 端子
SENSE1/2 端子
STEP/DIR/HSM/RESET/ENABLE/
BRAKE/TOR1/TOR2 端子
VR 端子
ALARM 端子
MO 端子
OUT1A/1B/2A/2B 端子
ALARM 端子
MO 端子
2 層基板実装時(注 1)
4 層基板実装時(注 2)
単体
2 層基板実装時(注 3)
2 層基板実装時(注 4)
最小
2.7
9
標準
-
(Ta=25 C)
最大
単位
5.5
V
36
V
(VDD=3.3V/5.0V, Ta=25 C)
最小
標準
最大
単位
2.0
0
2
-
VDD
0.8
-
V
V
μs
2.4
2.0
0
1
1
-
VDD
VDD
0.8
-
V
V
V
μs
μs
1
-
VDD
V
-3-
NJW4372
■ 端子動作条件
項 目
記 号
条
件
■出力端子(OUT1A/OUT1B/OUT2A/OUT2B/MO/ALARM 端子)
VO
出力端子電圧
VALARM
ALARM 出力端子電圧
VMO
MO 出力端子電圧
■SENSE 端子(SENSE1/SENSE2 端子)
VSENSE
SENSE 端子電圧
(VDD=3.3V/5.0V, Ta=25 C)
最小
標準
最大
単位
0
0
-
36
5.5
5.5
V
V
V
-
-
1
V
■ 電気的特性
(VMM=24V, VDD/VIN=5.0V, TOR1/TOR2=0V, RMO=5kΩ, RALARM=5kΩ, Ta=25 C)
項 目
記 号
条
件
最小
標準
最大
単位
■全体
IDD
0.75
1.5
mA
ロジック部消費電流
IIH を除く
I
1.65
3.0
mA
モータ部消費電流
MM
■入力部 1(STEP 端子)
VIHYS1
0.5
V
入力ヒステリシス電圧幅 1
VIHYS2 VDD=3.3V
0.45
V
入力ヒステリシス電圧幅 2
IIH
VIN=5.0V
25
50
100
H レベル入力電流
μA
IIL
VIN=0V
1.6
5
L レベル入力電流
μA
RIN
100
kΩ
プルダウン抵抗
■入力部 2(DIR/HSM/RESET/ENABLE/BRAKE/TOR1/TOR2 端子)
VIHYS1
0.25
V
入力ヒステリシス電圧幅 1
VIHYS2 VDD=3.3V
0.2
V
入力ヒステリシス電圧幅 2
IIH
25
50
100
H レベル入力電流
VIN=5.0V, 1 入力あたり
μA
IIL
-200
0
+200
nA
L レベル入力電流
VIN=0V, 1 入力あたり
RIN
100
kΩ
プルダウン抵抗
■入力部 3(VR 端子)
IIN
-200
0
+200
nA
入力電流
■モータ駆動出力部(OUT1A/OUT1B/OUT2A/OUT2B 端子)
ROH
Io=500mA
0.4
0.6
Ω
上側出力 ON 抵抗
ROL
Io=500mA
0.4
0.6
Ω
下側出力 ON 抵抗
ROH/ Tj Io=500mA, Tj=-40 C～150 C
mΩ/ C
1.7
上側出力 ON 抵抗温度係数
ROL/ Tj Io=500mA, Tj=-40 C～150 C
mΩ/ C
1.8
下側出力 ON 抵抗温度係数
IOLEAKH ENABLE=0V, VMM=36V, Vo=0V
1
上側出力リーク電流
μA
IOLEAKL ENABLE=0V, VMM=36V, Vo=36V
1
下側出力リーク電流
μA
VORH
Io=-500mA
0.85
V
上側逆方向出力電圧
VORL
Io=-500mA
0.85
V
下側逆方向出力電圧
tDEAD
500
ns
デッドタイム
tDELAY
600
ns
入出力遅延時間
IOCP
1.5
2
A
OCP 動作電流
(注 5)
t
200
ns
OCP 動作遅延時間
tb は除く, (注 5)
OCP
■SENSE 部(SENSE1/SENSE2 端子)
ILEAKSENSE ENABLE=0V
-120
-80
SENSE 端子リーク電流
μA
■MO 出力部(MO 端子)
VMO
IMO=10mA
0.15
0.3
V
L 出力電圧
ILEAKMO VMO=5.5V
1
MO 出力リーク電流
μA
(注 5) : OCP 動作は、ロジック端子動作電圧が推奨動作電圧以上であること。
(VDD 端子-GND 端子間電圧の過渡的な電圧変動に十分な耐性を持たせてください)
-4-
Ver.2015-04-20
NJW4372
■ 電気的特性
(VMM=24V, VDD/VIN=5.0V, TOR1/TOR2=0V, RMO=5kΩ, RALARM=5kΩ, Ta=25 C)
項 目
記 号
条
件
最小
標準
最大
単位
■ALARM 出力部(ALARM 端子)
VALARM IALARM=10mA
0.15
0.3
V
L 出力電圧
I
VALARM=5.5V
1
ALARM 出力リーク電流
μA
LEAKALARM
■チョッパー発振部
fS1
40
50
60
kHz
発振周波数 1
fS2
VDD=3.3V
20
31
42
kHz
発振周波数 2
tb
1.2
ブランキングタイム
μs
■定電流検出部
460
500
540
mV
定電流検出電圧 1
VTOR1 TOR1=L, TOR2=L
VR=3.3V
290
330
370
mV
(100%出力)
310
350
390
mV
定電流検出電圧 2
VTOR2 TOR1=H, TOR2=L
VR=3.3V
191
231
271
mV
(70%出力)
160
200
240
mV
定電流検出電圧 3
VTOR3 TOR1=L, TOR2=H
VR=3.3V
92
132
172
mV
(40%出力)
60
100
140
mV
定電流検出電圧 4
VTOR4 TOR1=H, TOR2=H
VR=3.3V
26
66
106
mV
(20%出力)
■過熱保護部
TTSD1
170
過熱保護動作温度
C
TTSD2
140
過熱保護解除温度
C
TTSD
30
過熱保護ヒステリシス温度
C
■低電圧保護部 1(ロジック部)
VUVLO1
1.7
2.0
2.3
V
UVLO 検出動作電圧
VUVLO2
1.85
2.15
2.45
V
UVLO 検出解除電圧
VUVLO
0.05
0.15
0.3
V
UVLO 検出ヒステリシス電圧
■低電圧保護部 2(モータ駆動部)
VUVLO1
6.5
7.0
7.5
V
UVLO 検出動作電圧
VUVLO2
6.8
7.3
7.8
V
UVLO 検出解除電圧
VUVLO
0.2
0.3
0.4
V
UVLO 検出ヒステリシス電圧
Ver.2015-04-20
-5-
NJW4372
■ 熱特性
・SSOP32
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
記 号
ja_1
Ψjt_1
ja_2
Ψjt_2
条
件
EIA/JEDEC 仕様基板 114.3×76.2×1.6mm 実装時
2 層, FR-4
EIA/JEDEC 仕様基板 114.3×76.2×1.6mm 実装時
2 層, FR-4
EIA/JEDEC 仕様基板 114.3×76.2×1.6mm 実装時
4 層, FR-4, 内層銅箔 74.2×74.2mm
EIA/JEDEC 仕様基板 114.3×76.2×1.6mm 実装時
4 層, FR-4, 内層銅箔 74.2×74.2mm
最小
標準
最大
単位
-
-
110
C/W
-
17
-
C/W
-
-
70
C/W
-
8
-
C/W
条
件
EIA/JEDEC 仕様基板 114.5×101.5×1.6mm 実装時
2 層, FR-4
EIA/JEDEC 仕様基板 114.5×101.5×1.6mm 実装時
2 層, FR-4
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
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
最小
標準
最大
単位
-
-
73.5
C/W
-
13.7
-
C/W
-
-
52.1
C/W
-
13.1
-
C/W
・SDIP22
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
記 号
ja_1
Ψjt_1
ja_2
Ψjt_2
■ ディレーティングカーブ
NJW4372V ディレーティングカーブ
(Topr=-40～+85℃,Tj=150℃)
2000
1800
4層　FR4 114.3×76.2×1.6mm基板実装時
(4層基板内箔：74.2x74.2mm)
消費電力 PD(mW)
1600
1400
1200
2層　FR4 114.3×76.2×1.6mm基板実装時
1000
928mW
800
600
590mW
400
200
0
-50
-25
0
25
50
75
100
125
周囲温度 Ta(℃)
NJW4372L ディレーティングカーブ
(Topr=-40～+85℃,Tj=150℃)
2800
消費電力 PD(mW)
2400
2000
1600
1200
2層　FR4 114.5×101.5×1.6mm基板実装時
(2層面銅箔：99.5x99.5mm)
2層　FR4 114.5×101.5×1.6mm基板実装時
1248mW
IC単体
884mW
800
624mW
400
0
-50
-25
0
25
50
75
100
125
周囲温度 Ta(℃)
-6-
Ver.2015-04-20
NJW4372
■ 真理値表
RESET
ENABLE
入力端子
BRAKE
H
L
HSM
H
L
H
L
DIR
出力端子
ALARM
H
モータ駆動状態
備考
逆転。ハーフステップ
逆転。フルステップ
正転。ハーフステップ
正転。フルステップ
ショートブレーキ(出力上側全ON/下側全OFF)
出力全OFF
電気角初期化+出力全OFF
UVLO_VDD/UVLO_VMM動作時による出力全OFF
内部保護機能動作による出力全OFF(OCP動作保持、TSD動作)
STEP信号による内部論理進行
STEP信号による内部論理進行
STEP信号による内部論理進行
STEP信号による内部論理進行
STEP信号による内部論理進行
STEP信号による内部論理進行
OCP動作時は更に解除
POR動作時は電気角初期化
-
L
H
H
H/L
H/L
L
H/L
L
H/L
H/L
H
L
＊OFF(出力端子論理)：HiZ状態
＊VDD電圧が1.6V以下の場合は、PORが動作する可能性があります。
VDD電圧を制御してPOR機能(電気角初期化)を使用することは、推奨いたしかねます。
H
■ STEP シーケンスとロータポジション（Pos）シーケンス
STEP　No.
Pos No.
FULL HALF
0
0
0
1
1
1
2
2
3
3
2
4
4
5
5
3
6
6
7
7
I1
I2
備考
-100%
0%
100%
100%
100%
0%
-100%
-100%
-100% Reset後
-100%
-100%
0%
100%
100%
100%
0%
3
2
Pos No.
I2+
1
5
0
1
2
H
L
L
H
H
RESET後
0
L
H
L
H
L
6
7
(RESET後)
フルステップ／正転シーケンス
STEP
POS
OUT1A
OUT1B
OUT2A
OUT2B
MO
4
I1+
2
4
H
L
H
L
H
3
6
L
H
H
L
H
4
0
L
H
L
H
L
2
4
H
L
H
L
H
3
2
H
L
L
H
H
4
0
L
H
L
H
L
フルステップ／逆転シーケンス
STEP
POS
OUT1A
OUT1B
OUT2A
OUT2B
MO
1
6
L
H
H
L
H
RESET後
0
L
H
L
H
L
ハーフステップ／正転シーケンス
STEP
POS
OUT1A
OUT1B
OUT2A
OUT2B
MO
RESET後
0
L
H
L
H
L
1
1
HiZ
HiZ
L
H
H
2
2
H
L
L
H
H
3
3
H
L
HiZ
HiZ
H
4
4
H
L
H
L
H
5
5
HiZ
HiZ
H
L
H
6
6
L
H
H
L
H
7
7
L
H
HiZ
HiZ
H
8
0
L
H
L
H
L
2
6
L
H
H
L
H
3
5
HiZ
HiZ
H
L
H
4
4
H
L
H
L
H
5
3
H
L
HiZ
HiZ
H
6
2
H
L
L
H
H
7
1
HiZ
HiZ
L
H
H
8
0
L
H
L
H
L
ハーフステップ／逆転シーケンス
STEP
POS
OUT1A
OUT1B
OUT2A
OUT2B
MO
RESET後
0
L
H
L
H
L
Ver.2015-04-20
1
7
L
H
HiZ
HiZ
H
-7-
NJW4372
■ 端子・動作説明
◆ ロジック入力端子電圧定義
V
Hレベル入力条件
VIH
∆VHYS
VIL
Lレベル入力条件
0V
Lレベル
Hレベル
Lレベル
Hレベル
Lレベル
◆ ロジック入力端子タイミング定義
tp
基準側
STEP端子
tp
VIH
VIL
従属側
HSM端子, DIR端子,
RESET端子,ENABLE端子
BRAKE端子
VIH
tp
tp
VIL
tDS1
tDH2
tDS2
tDH1
データセットアップタイム・データホールドタイムはステップ端子の上りエッジに対する規定。
tDS1,tDS2=データセットアップタイム、tDH1,tDH2=データホールドタイム
tDS1,tDH1はHSM,DIR,RESET,ENABLE、tDS2,tDH2はHSM,DIR,BRAKEに適用
◆ 入出力遅延時間定義
・STEP 端子
・HSM/DIR/RESET/ENABLE/BRAKE 端子
HSM/DIR/RESET/ENABLE/BRAKE端子
STEP端子
tDELAY
VIH
VIH
VIL
VIL
t DELAY
OUT1A/1B端子
OUT2A/2B端子
OUT1A/1B端子
OUT2A/2B端子
Ｈ出力電圧
H出力電圧
Ｌ出力電圧
L出力電圧
t DEAD
-8-
t DELAY
t DELAY
t DEAD
t DEAD
tDEAD
Ver.2015-04-20
NJW4372
◆ 過熱保護動作温度定義
TSD解除温度
(通常動作)
ヒステリシス
温度
TTSD2
-40℃
150℃
(Tj max)
TSD動作温度
（出力停止）
TTSD1
Tj
◆ 低電圧保護動作定義
・ロジック電源電圧
V DD
5.5V
推奨動作電圧 max
2.7V
推奨動作電圧 min
UVLO解除電圧(通常動作)
VUVLO2
ヒステリシス電圧
VUVLO1
UVLO動作電圧（出力停止）
0V
(POR動作電圧)
・モータ電源電圧
V MM
36V
推奨動作電圧 max
9V
推奨動作電圧 min
UVLO解除電圧(通常動作)
VUVLO2
VUVLO1
0V
Ver.2015-04-20
ヒステリシス電圧
UVLO動作電圧（出力停止）
-9-
NJW4372
■ 端子状態
◆ 入力端子
STEP端子:ステッピングモータの回転数制御用入力端子
STEP
ファンクション
上りエッジ
内部シーケンス１ステップ進行
下りエッジ
前状態保持
前状態保持
OPEN
(内部PULL DOWN)
HSM端子:ステッピングモータの励磁状態制御用入力端子
HSM
ファンクション
H
ハーフステップ
L
フルステップ
フルステップ
OPEN
(内部PULL DOWN)
DIR端子:ステッピングモータの回転方向制御用入力端子
DIR
ファンクション
H
逆転（CCW）
L
正転（CW）
正転（CW）
OPEN
(内部PULL DOWN)
RESET端子：リセット信号入力端子
RESET
ファンクション
H
通常動作（ACTIVE）
初期化（電気角0度）+出力全オフ
L
+OCP動作時の解除
初期化（電気角0度）+出力全オフ
OPEN
+OCP動作時の解除
(内部PULL DOWN)
ENABLE端子：出力動作・全オフ制御用入力端子
ENABLE
ファンクション
H
通常動作（ACTIVE）
L
出力全オフ（出力以外動作）
出力全オフ（出力以外動作）
OPEN
(内部PULL DOWN)
BRAKE端子：ショートブレーキ用入力端子
BRAKE
ファンクション
ショートブレーキ
H
(H=出力上側全ON/下側全OFF)
L
通常動作
通常動作
OPEN
(内部PULL DOWN)
TOR端子1/2：出力電流ピーク値制御入力端子
TOR1
TOR2
ファンクション
H
H
出力電流ピーク値20%
L/OPEN
H
出力電流ピーク値40%
H
L/OPEN
出力電流ピーク値70%
L/OPEN
L/OPEN
出力電流ピーク値100%
OPENは内部PULL DOWN
◆ 出力端子
MO端子：電気角（初期値）モニタ用出力端子
MO
ファンクション
H
内部シーケンス初期値以外
L
内部シーケンス初期値
- 10 -
ALARM端子：ALARM動作検知用出力端子
ALARM
ファンクション
H
通常動作時
L
ALARM動作時（出力全オフ）
Ver.2015-04-20
NJW4372
■ シーケンス
◆ 出力励磁状態
RESET後の電気角
ハーフステップ
励磁モード
I1(%)
I2(%)
フルステップ
-100
-100
ハーフステップ -100
-100
I1：OUT1B→OUT1A=-100％
フルステップ
0 1 2 3 4 5 6 7 0
0 1 2 3 0 1 2 3
STEP
Pos 0 1 2 3 4 5 6 7 0
MO
STEP
Pos 0 2 4 6 0 2 4 6
MO
100%
100%
I1
I2：OUT2B→OUT2A=-100％
I1
I2
I2
-100%
-100%
◆ 入力切り替わり状態
各入力条件変更時における切り替わり
端子名
切り替わり
HSM
STEP入力立上り時
DIR
STEP入力立上り時
RESET
随時
ENABLE
随時
BRAKE
随時
TOR1/2
随時
機能の優先順位は、RESET > ENABLE > BRAKE
HSM端子(励磁状態)切り替え時
DIR端子(回転方向)切り替え時
DIR=正転
HSM
FULL
HSM=FULL
HALF
FULL
STEP
Pos 0 2 4 6 0 2 3 4 5 6 7 0 1 2 4 6 0 2 4 6
MO
励磁状態
FULL
HALF
FULL
＊励磁状態はＳＴＥＰ入力立ち上がり時で、所定の励磁状態となる。
RESET端子(電気角初期化)切り替え時
HSM=FULL DIR=正転
RESET 通常動作
電気角初期化
電気角初期化
通常動作
出力初期値
逆転
正転
逆転
STEP
Pos 0 6 4 2 0 6 0 2 4 6 0 2 4 6 4 2 0 6 4 2
MO
回転方向
逆転
正転
逆転
＊回転方向はＳＴＥＰ入力立ち上がり時で、所定の励磁状態となる。
ENABLE端子(出力全オフ)切り替え時
HSM=FULL DIR=正転
STEP
Pos 0 2 4 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 4 6 0 2 4
MO
内部論理 通常動作
DIR
通常動作
ENABLE
通常動作
出力全オフ
通常動作
STEP
Pos 0 2 4 6 0 2 4 6 0 2 4 6 0 2 4 6 0 2 4 6
MO
出力状態
通常動作
出力全オフ
通常動作
（出力全オフ）
＊内部論理はＲＥＳＥＴ期間電気角を初期化し、解除後に出力は初期値となる。
BRAKE端子(ショートブレーキ)切り替え時
HSM=FULL DIR=正転
BR
通常動作
ショートブレーキ
TOR1/2端子(出力最大電流)切り替え時
HSM=FULL DIR=正転
通常動作
STEP
Pos 0 2 4 6 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 6 0 2 4 6
MO
出力状態
通常動作
ショートブレーキ
＊出力状態はＥＮＡＢＬＥ期間出力を全オフし、解除後に通常動作となる。
通常動作
＊出力状態はBRAKE期間出力にショートブレーキをかけ、解除後に通常動作となる。
TOR1/2
100%
70%
20%
STEP
Pos 0 2 4 6 0 2 4 6 0 2 4 6 0 2 4 6 0 2 4 6
MO
最大電流
100%
70%
20%
＊最大電流はＴＯＲ１/２端子の切り替りに追従して、所定の最大電流となる。
＊ショートブレーキ中はSTEPが入っても、出力は進まない。
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- 11 -
NJW4372
■ ファンクション
TOR1=TOR2=L(出力電流１００％）, 電流方向I1+：OUT1A⇒OUT1B, I2+：OUT2A⇒OUT2B
VDD
RESET
ENABLE
DIR
HSM
BRAKE
STEP
Pos
0
2
4
6
0
1
2
3
4
5
6
7
0
6
4
2
0
7
6
5
4
3
2
1
0
2
0
2
4
6
6
6
6
0
2
+
I1
+
I2
RESET
MO
VDD ON
FULL CW
HALF CW
FULL CCW
HALF CCW
ENABLE
BRAKE
・RESET、ENABLE、STEP 端子は電源 ON のときは、L に固定してください。
・RESET 端子が L のときにはモータ駆動出力部が全オフとなり、電流をオフにするとともにトランスレータロジックをイニシャライズします。
この間に STEP 信号が入力されてもトランスレータは受け付けません。
・ENABLE 端子が L のときにはモータ駆動出力部が全オフとなり、電流がオフとなりますがトランスレータロジックはイニシャライズされません。
この間に STEP 信号が入力されるとトランスレータは設定に応じたシーケンス動作が行われます。
・BRAKE 端子が H のときにはモータ駆動出力部のハイサイド側がオンとなりコイルに BRAKE 電流を流します。
この間に STEP 信号が入力されてもトランスレータは受け付けません。
・機能の優先順位は、RESET ＞ EANBLE ＞ BRAKE となります。
■ OCP 動作タイミングチャート
RESET/POR解除
RESET/POR動作 RESET/POR解除
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指令
tb+tocp
ON
OFF(Hi-Z)
ON
(Phase Control、PWM、
ENABLE、BRAKE、TSD)
OFF
VALARM
ALARM出力
解除指令
Local OSC
tocp:OCP動作遅延時間
tb:ブランキングタイム
・OCP 回路は OCP 検出回数を RESET/POR(電源投入)区間内でカウントし、5 回蓄積した場合、出力停止保持と ALARM を出力する。
(初回 OCP 検出後は一旦出力は停止するが、蓄積 5 回の検出がカウントされるまでは内部 Local OSC をトリガとして、自動復帰を行う。)
・カウント回数、停止保持&ALARM 出力の解除は、①ロジック部電源再投入(POR の動作)、②RESET 入力 で可能です。
*尚、OCP 検出してから出力停止までの動作時間は、出力部の ON/OFF 状態により異なります。
既に ON 状態にある場合は、出力停止まで tocp 時間です。 OFF 状態では ON 動作を経る為、最大 tb+tocp 時間が必要となります。
- 12 -
Ver.2015-04-20
NJW4372
■ アプリケーション回路例
VDD
VMM
VDD
BIAS
POR
VMM
UVLO_VDD
UVLO_VMM
SENSE1
GATE-DRIVE
RESET
TOR1
TOR2
CURRENT LEVEL
CONTROL
(100, 70, 40, 20%)
VR
GND
GND(VDD)
Ver.2015-04-20
RESET
POR
M
OCP
OUT2A
PROTECTION
OCP
OUT1A
VMM
ENABLE
BRAKE
OUT1B
OCP
GATE-DRIVE
OSC
MO
OUTPUT CONTROL LOGIC
HSM
PWM
LOGIC
DIR
PWM
LOGIC
Micro controller/
Microprocessor
TRANSLATOR
STEP
OUT2B
SENSE2
ALARM
TSD
Rs: 0～1Ω
(推奨値0.5Ω)
GND(VMM)
- 13 -
NJW4372
■ 機能説明
NJW4372 は 2 相ステッピングモータのモータ巻線に、一定の電流を供給します。 入力部は、STEP&DIR 方式を採用しており、
パルス(STEP)入力のトリガに応じて、内部トランスレータ回路によりステッピングモータを適切に制御するためのフェーズロジックシ
ーケンスを生成します。
◆ 定電流制御
定電流制御は、内部固定周波数による PWM 制御方式であり、H ブリッジ部の下側トランジスタをスイッチングすることで行います。
電流検出抵抗を外付けすることで、モータ電流を検出し、コンパレータ部で基準電圧部と比較します。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。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。TOR1/2 端子 2bit の選択により、4 つの異なる電流レベル（100%,
70%, 40%, 20%）を選択できます。
また、ENABLE/RESET を選択した場合は、無励磁(出力 OFF)状態となります。
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。
I Opeak
0.1 V R / R S A
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。
◆ 入力部
入力端子の内部構成は、3 種類の回路形式を採用しています。
・入力端子 1(STEP 端子)
ヒステリシスコンパレータ入力形式： ノイズ耐性を考慮した大きなヒステリシス幅と内部プルダウンで構成されています。
・入力端子 2(DIR/HSM/RESET/ENABLE/BRAKE/TOR1/TOR2 端子)
シュミットインバータ入力形式： VDD電圧値により、しきい値/ヒステリシス幅が大きく異なります。 電源電圧と入力制御電圧が異
なる場合は、しきい値にご注意ください。 ヒステリシス幅と内部プルダウンにより、ノイズ耐性を確保していますが、未使用端子は
VDD もしくは GND 電位に固定することを推奨します。
・入力端子 3(VR 端子)
バッファ入力形式： 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。
未使用時は不定にせず VDD 電位に固定する必要があります。
◆ STEP(ステッピングパルス)
STEP 信号の立上りエッジ毎に、内蔵フェーズロジックのシーケンスがカウント UP します。
フルステップモードでは、このパルス信号でステッピングモータは基本ステップ角の角度を回転します。
ハーフステップモードでは、基本ステップ角を移動するためには、2 つのパルスが必要です。
DIR 信号(方向)と HSM 信号(ハーフ/フルモード) は STEP 信号の立上りエッジ前に確立されている必要があります。
◆ DIR(方向切替)
DIR は、ステップを行う方向を決定します。 DIR はいつでも変更できますが、ステップの方向は STEP 信号の取り込みから反映
されます。 尚、STEP 信号の立上りエッジと同時に切り替わる場合は、１パルス分のミスステップが発生する可能性があるため、デ
ータセットアップタイム以上の余裕を確保してください。
◆ HSM(ハーフ/フルステップモード切替)
ステッピングモータがフルステップまたはハーフステップのどちらでコントロールされるかを決定します。
HSM が L レベルになると、内蔵フェーズロジックはフルステップモードとなります。 HSM はいつでも変更できますが、励磁状態
は STEP 信号の取り込みから反映されます。 尚、STEP 信号の立上りエッジと同時に切り替わる場合は、１パルス分のミスステッ
プが発生する可能性があるため、データセットアップタイム以上の余裕を確保してください。
◆ RESET(初期化)
2 相のステッピングモータは、基本ステップの倍数 4 の角度毎に同一巻線励磁シーケンスを繰り返します。 これに対応して、フェ
ーズロジックはフルステップモードでは 4 パルス毎、ハーフステップモードでは 8 パルス毎にフェーズロジックシーケンスを繰り返し
ます。 RESET は強制的にフェーズロジックをシーケンススタート状態にイニシャライズします。
RESET が L レベルの期間は、出力は全 OFF 状態となり、またフェーズロジックは STEP 信号入力を受け付けません。
- 14 -
Ver.2015-04-20
NJW4372
◆ ENABLE(出力 OFF)
H ブリッジ出力部の全てのトランジスタがオフとなり、モータ出力を全 OFF(無励磁)状態にします。STEP 信号入力は受け付けま
すので、モータの原点とフェーズロジックシーケンスの電気角との合わせこみ、などの応用にも使用可能です。
◆ BRAKE(ショートブレーキ)
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。
BRAKE 機能は、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。
BRAKE 端子が H レベルで H ブリッジ部の上側トランジスタがオンとなり、コイル両端が短絡状態となる BRAKE 状態に移行しま
す。
◆ VR(基準電圧入力)
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。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回路形式のため、外部抵抗の影響は受けません。
◆ TOR1/2(出力電流切替入力)
2bit の端子入力にてコイル電流を選択切替することで 4 段階のトルク制御(電流レベルの選択)ができます。
TOR端子1/2：出力電流ピーク値制御入力端子
TOR1
TOR2
ファンクション
H
H
出力電流ピーク値20%
L/OPEN
H
出力電流ピーク値40%
H
L/OPEN
出力電流ピーク値70%
L/OPEN
L/OPEN
出力電流ピーク値100%
OPENは内部PULL DOWN
目的の動作プロファイルに応じて、きめ細かいトルク制御、発熱量の低減や省電力化を実施することが可能です。
<使用例>
○ホールディングトルク(停止時のトルク)はコイル電流に比例するため、停止時のモータ電流を低減。
○一定速回転は必要なトルクに応じて電流を低減。
○加速/減速時には電流を増加。
◆ UVLO(低電圧誤動作防止回路)
ロジック電源／モータ電源それぞれに独立した低電圧誤動作防止回路が内蔵されています。
いずれかの電源電圧が UVLO 動作電圧以下へ低下した場合は、出力は全 OFF 状態となります。
尚、ロジック電源については、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 回路が動作し内部フェーズロジッ
クが初期化される可能性があります。
◆ MO(相原点モニタ)
フェーズロジックのシーケンススタート位置または POR、外部 RESET 後に励磁シーケンスがイニシャル状態位置であることを外
部に示すために L レベルを出力します。
ステッピングモータを使用したシステムで、機械原点位置の検出の際に、機械原点センサと MO の AND を原点とすることで、より
分解能の高い機械原点位置が実現します。
Ver.2015-04-20
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NJW4372
■ 特性例
モータ電源電圧(VMM) 対 モータ電源消費電流(IMM)
ロジック電源電圧(VDD) 対 ロジック電源消費電流(IDD)
VMM=24V
1.2
Tj=-40℃
Tj=25℃
Tj=150℃
2.4
1
2
IMM [mA]
0.8
IDD [mA]
VDD=5.0V
2.8
Tj=-40℃
Tj=25℃
Tj=150℃
0.6
0.4
1.6
1.2
0.8
0.2
0.4
0
0
0
1
2
3
4
5
6
0
5
10
VDD [V]
接合部温度(Tj) 対 出力ON抵抗(ROH/ROL)
35
40
Tj=-40℃
Tj=25℃
Tj=150℃
ROL
1
0.8
0.7
0.8
0.6
VORH [V]
ROH/ROL [Ω]
30
VDD=5.0V, VMM=24V
1.2
ROH
0.9
20 25
VMM [V]
出力電流(Io) 対 上側逆方向出力電圧(VORH)
VDD=5.0V, VMM=24V, Io=500mA
1
15
0.5
0.4
0.6
0.4
0.3
0.2
0.2
0.1
0
0
-50
-25
0
25
50 75
Tj [ºC]
100 125 150
0
出力電流(Io) 対 下側逆方向出力電圧(VORL)
ロジック電源電圧(VDD) 対 発振周波数(fs)
VDD=5.0V, VMM=24V
1.2
70
60
fs [kHz]
VORL [V]
Tj=-40℃
Tj=25℃
Tj=150℃
80
0.8
0.6
0.4
50
40
30
20
0.2
10
0
0
0
- 16 -
VMM=24V
90
Tj=-40℃
Tj=25℃
Tj=150℃
1
100 200 300 400 500 600 700 800
Io [mA]
100 200 300 400 500 600 700 800
Io [mA]
2
3
4
VDD [V]
5
6
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NJW4372
■ 特性例
ロジック電源電圧(VDD) 対 ブランキング時間(tb)
接合部温度(Tj) 対 OCP動作電流(IOCP)
VMM=24V
5
4.5
2.8
4
2.6
3.5
2.4
3
IOCP [A]
tb [μsec]
VDD=5.0V, VMM=24V
3.0
Tj=-40℃
Tj=25℃
Tj=150℃
2.5
2
2.2
2.0
1.8
1.5
1
1.6
0.5
1.4
0
1.2
2
3
4
5
6
-50
VDD [V]
出力電流(Io) 対 消費電力(PD) (定電流制御)
1.6
1.4
1.4
1.2
1.2
PD [ W ]
PD [ W ]
1.6
0.8
100 125 150
Tj=150℃　最大接合部温度での計算値
1
0.8
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0
0
0
100 200 300 400 500 600 700 800
Io [mA]
0
出力電流(Io) 対 消費電力(PD) (定電圧制御)
1.6
1.4
1.4
1.2
1.2
PD [ W ]
1.6
0.8
Tj=150℃ 最大接合部温度での計算値
1
0.8
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0
Ta=Tj=25℃ 室温での計算値
1.8
Tj=150℃ 最大接合部温度での計算値
1
VMM=24V, VDD=5V, 2ch ON時
2
Ta=Tj=25℃ 室温での計算値
1.8
100 200 300 400 500 600 700 800
Io [mA]
出力電流(Io) 対 出力電流(PD) (定電圧制御)
VMM=24V, VDD=5V, 1ch ON時
2
PD [ W ]
50 75
Tj [ºC]
Ta=Tj=25℃　室温での計算値
1.8
Tj=150℃ 最大接合部温度での計算値
1
25
VMM=24V, VDD=5V, Duty=30%, 2ch ON時
2
Ta=Tj=25℃ 室温での計算値
1.8
0
出力電流(Io) 対 消費電力(PD) (定電流制御)
VMM=24V, VDD=5V, Duty=30%, 1ch ON時
2
-25
0
0
Ver.2015-04-20
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