a4986 4987 an jp

バイポーラステッピングモータドライバ IC
A4986S/A4987S シリーズ
アプリケーションノート
2011 年 8 月 Ver.1.7
PPD 事業部モータ技術 2 グループ
本資料は、アレグロマイクロシステムズ社製マイクロステッピング対応モータドライバ
A4986S/A4987S シリーズに関する製品の特徴、ご使用方法等をまとめたものです。
本資料は、アレグロマイクロシステムズ社からの情報を日本語のアプリケーションとして
作成したものです。
最新の情報に関しては、弊社担当部門まで問い合わせ願います。
〔目次〕
1.
はじめに ........................................................................................... 3
2.
特長 .................................................................................................. 3
3.
セレクションガイド ........................................................................ 4
3.1.
3.2.
4.
製品仕様 ........................................................................................... 5
4.1.
4.2.
5.
絶対最大定格 ................................................................................... 5
電気的特性 ....................................................................................... 6
外形図 .............................................................................................. 7
5.1.
5.2.
5.3.
6.
型番命名規則 ................................................................................... 4
シリーズ品のご案内 ........................................................................ 4
QFN24 ピンパッケージ(A4986SES-T/A4987SES-T 共通) ........ 7
QFN32 ピンパッケージ(A4986SET-T/A4987SET-T 共通) ......... 8
eTSSOP24 ピンパッケージ(A4986SLP-T/A4987SLP-T 共通) .. 9
内部ブロック図&Pin 配置 ............................................................ 10
6.1.
6.2.
内部ブロック図.............................................................................. 10
Pin 配列図 ...................................................................................... 11
7.
応用回路例 ..................................................................................... 12
8.
機能説明 ......................................................................................... 14
8.1.
8.2.
8.3.
8.4.
8.5.
8.6.
8.7.
8.8.
8.9.
8.10.
デバイス動作 ................................................................................. 14
Phase Input(PHx) .......................................................................... 14
Internal PWM Current Control ....................................................... 15
Fixed Off-Time ............................................................................... 15
負荷ショートおよび地絡保護 ........................................................ 16
Blanking ......................................................................................... 17
チャージポンプ(CP1 and CP2) ..................................................... 17
VREG ............................................................................................. 17
Shutdown ....................................................................................... 18
SLEEP MODE(SLEEP) ................................................................. 18
サンケン電気株式会社
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A4986S/A4987S シリーズ アプリケーションノート Ver. 1.7
8.11.
8.12.
8.13.
8.14.
8.15.
9.
電源シーケンス.............................................................................. 18
同期整流(Synchronous Rectification) ............................................ 18
Mixed Decay Operation ................................................................. 19
端子部内部回路.............................................................................. 20
A498X シリーズ Pin 互換表 ........................................................... 20
アプリケーション情報 ................................................................... 21
9.1.
9.2.
9.3.
9.4.
Layout ............................................................................................ 21
Grounding ...................................................................................... 23
Current Sensing ............................................................................. 23
Thermal Protection ........................................................................ 23
10. コントロールシーケンス ............................................................... 24
10.1. 各励磁モードでの動作 ................................................................... 25
11. 動作波形図 ..................................................................................... 27
サンケン電気株式会社
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A4986S/A4987S シリーズ アプリケーションノート Ver. 1.7
1.
はじめに
A4986S シ リ ー ズ ( A4986SES-T/A4986SET-T/A4986SLP-T ) お よ び A4987S シ リ ー ズ
(A4987SES-T/A4987SET-T/A4987SLP-T)は、ステッピングモータを駆動する DAC 内蔵モータ
ドライバです。
A4986S/A4987S シリーズは、パラレル入力タイプのバイポーラ駆動方式のステッピングモータドラ
イバで、フルステップ(2 相励磁方式)・ハーフステップ(1-2 相励磁方式)・4 分割マイクロステップ
(W1-2 相励磁方式)に対応できます。また、出力は 35V、±2.0A(A4986S シリーズ)、35V、±1.0A
(A4987S シリーズ)まで対応可能となっています。
A4986S/A4987S シリーズは、固定 OFF 時間方式の電流制御機能を有しています。この電流制御
機能は MIXED DECAY(高速/低速混合の減衰モード)対応となっており、モータの振動を減らし、
ステップ角の精度を上げ、損失の改善を実現しています。また、A4986S/A4987S シリーズは、内部
の同期整流回路により PWM 動作における損失を改善しています。
A4986S/A4987S シリーズは、内部保護回路として、ヒステリシス付過熱保護回路・低電圧保護回
路(UVLO 回路)・貫通電流防止回路・過電流保護回路(OCP 回路)を有しています。電源立ち上
げに際し特別な立ち上げシーケンスはありません。
A4986S/A4987S シリーズは、裏面に放熱用シンク Tab を有した 24 ピン MLP パッケージ(4mm
×4mm×0.75mm)の A4986SES-T/A4987SES-T、32 ピン MLP パッケージ(5mm×5mm×
0.9mm)の A4986SET-T/A4987SET-T と、裏面に放熱用シンク Tab を有した 24 ピン eTSSOP パ
ッケージ(7.8mm×6.4mm×1.2mm)の A4986SLP-T/A4987SLP-T があります。
このパッケージは、鉛フリーで、100%スズメッキをしているリードフレームです。
2.
特長
・低 ON 抵抗出力(4986S シリーズ:source 側 0.43Ωmax、sink 側 0.43Ωmax)
(4987S シリーズ:source 側 0.9Ωmax、sink 側 0.9Ωmax)
・過電流保護(OCP)回路
・ 低消費電力のスリープ機能内蔵
・ 自動電流減衰モード選択/検知機能搭載
・ 同期整流機能による回生時の熱損失の低減
・ 低電圧保護機能(UVLO)、過熱保護機能搭載(TSD)
・ 出力ドライバにおける貫通電流を防ぐデッドタイム機能搭載
・電源の立ち上げ/立ち下げ順序シーケンスフリー
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A4986S/A4987S シリーズ アプリケーションノート Ver. 1.7
3.
セレクションガイド
Parts No.
A4986SESTR-T
A4987SESTR-T
A4986SETTR-T
A4987SETTR-T
A4986SLPTR-T
A4987SLPTR-T
A4986SLPLU-T
A4987SLPLU-T
A4986SES-T
A4987SES-T
A4986SET-T
A4987SET-T
A4986SLP-T
A4987SLP-T
パッケージ
最小梱包単位
梱包状態
対応
eQFN24
1500
eQFN32
リール(標準)
量産時
eTSSOP24
4000
eTSSOP24
500
リール(小口)
1
スティック
または IC ケース
eQFN24
eQFN32
サンプル時
eTSSOP24
※ リール対応は、量産出荷のみの対応となります。サンプルは、スティックまたは IC ケースでのご
提供のみとなります。500 個の小口リールに関しては別途ご相談下さい。
3.1. 型番命名規則
製品外観イメージ
not to scale
A 4986 S LP TR -T
アレグロ社製品
型名
動作周囲温度範囲
S:-20℃~85℃
パッケージタイプ
LP:eTSSOP
ES:eQFN
ET:eQFN
リードフレームメッキ
T:Tin Plate(RoHS対応)
梱包形態
TR:テーピング(標準リール)
LU:テーピング(小口リール)
無印:Bulk
3.2. シリーズ品のご案内
小型で保護機能が充実した本製品のクロックインタイプシリーズ品として、下記の製品があります。
Parts No.
A4982SET-T
A4982SLP-T
A4984SES-T
A4984SET-T
A4984SLP-T
A4985SES-T
A4985SET-T
A4985SLP-T
A4988SET-T
定格
35V/2.0A
35V/1.0A
35V/2.0A
パッケージ
eQFN32
eTSSOP24
eQFN24
eQFN32
eTSSOP24
eQFN24
eQFN32
eTSSOP24
eQFN28
マイクロステップ励磁パターン
W1-2
2W1-2
4W1-2
○
×
○
○
×
○
○
○
×
○
○
×
○
○
×
○
○
×
○
○
×
○
○
×
○
○
○
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Status
量産出荷中
サンプル出荷中
量産出荷中
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A4986S/A4987S シリーズ アプリケーションノート Ver. 1.7
4.
製品仕様
4.1. 絶対最大定格
項 目
記 号
規 格 値
単位
備 考
主電源電圧
VBB
35
V
出力電流(*1)
Iout
±2.0
A
A4986S, Continuous
±1.0
A
A4987S, Continuous
ロジック入力電圧
VIN
-0.3~5.5
V
ロジック電源電圧
VDD
-0.3~5.5
V
出力電圧
VOUT
35
V
検 出 電 圧
VSENSE
0.5
V
2.5
V
5.5
V
3.38
W
(*4)
4.02
W
(*5)
4.46
W
(*6)
REF入力電圧
パッケージパワー損失(*2)
VREF
PD
動 作 周 囲 温 度
TA
-20~85
℃
ジャンクション温 度(*3)
TJ
150
℃
保 存 温 度
Tstg
-55~150
℃
tw<1usec
(*1)出力電流は周囲温度、放熱状態によって制限をうけることがあります。
いかなる使用条件下においても、決して、指定され た定格電流および最大接合部温度
(TJ=+150℃)を越えないようにして下さい。
(*2)周囲温度(Ta)が+25℃以上の場合は、-27.02mW/℃(QFN24 ピンパッケージ(JEDEC 基準
4 層基板(High K)使用時)、-32.16mW/℃(QFN32 ピンパッケージ(JEDEC 基準 4 層基板
(High K)使用時)、-35.71mW/℃(eTSSOP24 ピンパッケージ(JEDEC 基準 4 層基板(High
K)使用時)にてディレーティングが必要となります。(減定格の項参照)
(*3)ジャンクション温度(TJ)が+150℃を越すような異常条件下で使用した場合、デバイス内のサ
ーマルシャットダウン回路が動作しますが、このような条件下での使用は、極力、避けて下さい。
(*4)QFN24 ピンパッケージ(A4986SES-T/A4987SES-T)JEDEC 基準 4 層基板(High K)に
て測定。
(*5)QFN32 ピンパッケージ(A4986SET-T/A4987SET-T)JEDEC 基準 4 層基板(High K)に
て測定。
(*6)eTSSOP24 ピンパッケージ(A4986SLP-T/A4987SLP-T)JEDEC 基準 4 層基板(High K)
にて測定。
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A4986S/A4987S シリーズ アプリケーションノート Ver. 1.7
4.2. 電気的特性
(特に断りなき場合、Ta=25℃、VBB=35V)
出力部(Output Drivers)
特性項目
Characteristics
記号
Symbol
主電源電圧範囲
VBB
Logic電源電圧範囲
VDD
MOSFET ON抵抗
RDSON
FETボディーDi順電圧
VF
主電源電流
IBB
ロジック電源電流
IDD
定格 Limits
MIN TYP MAX
8
35
0
35
3
5.5
0.32
0.43
0.32
0.43
0.7
0.9
0.7
0.9
1.3
1.3
1.3
1.3
4
2
10
8
5
10
単位
Units
V
V
V
Ω
Ω
Ω
Ω
V
V
V
V
mA
mA
μA
mA
mA
μA
0.7VDD
0.3VDD
-20
<-1.0
20
-20
<1.0
20
100
50
5
11
19
700
1000 1300
20
30
40
23
30
37
0
4
-3
3
±15.0
±5.0
±5.0
100
475
800
V
V
μA
μA
KΩ
KΩ
%
ns
μs
μs
V
μA
%
%
%
ns
165
15
2.8
90
A
A
℃
℃
V
mV
試験条件
Test Conditions
動作状態
スリープモード
Source, Iout = -1.5A (A4986S)
Sink, Iout = 1.5A (A4986S)
Source, Iout = -0.8A (A4987S)
Sink, Iout = 0.8A (A4987S)
Source, Iout = -1.5A (A4986S)
Sink, Iout = 1.5A (A4986S)
Source, Iout = -0.8A (A4987S)
Sink, Iout = 0.8A (A4987S)
Fpwm < 50KHz
動作状態、出力OFF時
スリープモード
Fpwm < 50KHz
出力OFF時
スリープモード
制御部(Control Logic)
Logic入力電圧ヒステリシス
ブランキング時間
VIN(1)
VIN(0)
IIN(1)
IIN(0)
RIN02
RIN12
Vhys(IN)
tBLANK
固定OFF時間
tOFF
REF入力電圧範囲
REF端子入力電流
VREF
IREF
電流トリップレベルエラー
(※3)
errI
Logic入力電圧
Logic入力電流
Logic入力プルダウン抵抗
クロスオーバーデッドタイム
保護機能(Protection)
過電流保護動作電流
TDT
IOCPST
TJ
過熱保護動作温度
T
過熱保護ヒステリシス
JHYS
VDDUVLO
VDD低電圧保護動作電圧
VDD低電圧保護ヒステリシス VDDUVLOHYS
2.1
1.1
2.7
-
2.9
-
VIN(1)
VIN(0)
VIN=0.7VDD
VIN=0.3VDD
IN02端子
IN12端子
VDD電圧比
OSC > 3V
ROSC=25KΩ
VREF = 2V, %ITreipMAX=33.3%
VREF = 2V, %ITreipMAX=66.7%
VREF = 2V, %ITreipMAX=100.00%
A4986S
A4987S
VDD電圧、立ち上がり時
※1:表中の負電流は製品端子から流れ出る電流を示しております。
※2:Typ データは設計情報として使用して下さい。
※3:errI={(VREF/8)-VSENSE}/(VREF/8)
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5.
外形図
5.1. QFN24 ピンパッケージ(A4986SES-T/A4987SES-T 共通)
(24 ピ ン
QFN)
単位:mm
パッケージ外形図
推奨ランド形状

リード間隔の許容誤差は累積とはなりません。

3,16 番端子(GND)と裏面の放熱用ヒートシンクパッドとは、内部 IC チップの P 基板を介して接
続されています。

端子部材質:銅

端子部メッキ処理:Sn100%(ただし、側面はメッキ処理されておりません)
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5.2. QFN32 ピンパッケージ(A4986SET-T/A4987SET-T 共通)
(32 ピ ン
QFN)
単位:mm
パッケージ外形図
推奨ランド形状

リード間隔の許容誤差は累積とはなりません。

6,19 番端子(GND)と裏面の放熱用ヒートシンクパッドとは、内部 IC チップの P 基板を介して接
続されています。

端子部材質:銅

端子部メッキ処理:Sn100%(ただし、側面はメッキ処理されておりません)
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5.3. eTSSOP24 ピンパッケージ(A4986SLP-T/A4987SLP-T 共通)
(24 ピ ン
eTSSOP)
単位:mm
パッケージ外形図
推奨ランド形状

リード間隔の許容誤差は累積とはなりません。

13,24 番端子(GND)と裏面の放熱用ヒートシンクパッドとは、内部 IC チップの P 基板を介して接
続されています。

端子部材質:銅

端子部メッキ処理:Sn100%
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6.
内部ブロック図&Pin 配置
6.1. 内部ブロック図
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6.2. Pin 配列図
Pin番号
記号
QFN24(ES) QFN32(ET) eTSSOP24(LP)
1
1
22
OUT2B
2
5
23
PH2
3
6
24
GND
4
7
1
CP1
5
8
2
CP2
6
9
3
VCP
7
10
4
VREG
8
11
5
IN02
9
12
6
IN12
10
13
7
IN11
11
14
8
ROSC
12
15
9
SLEEP
13
16
10
VDD
14
17
11
IN01
15
18
12
REF
16
19
13
GND
17
20
14
PH1
18
24
15
OUT1B
19
22
16
VBB1
20
25
17
SENSE1
21
27
18
OUT1A
22
30
19
OUT2A
23
32
20
SENSE2
24
3
21
VBB2
2,4,21,23,
-
-
NC
26,28,29,31
機能
出力端子2B
回転方向入力端子
グランド端子
チャージポンプ汲み上げ用端子1
チャージポンプ汲み上げ用端子2
チャージポンプ電圧端子
内部レギュレータ出力端子
モーター電流設定端子
モーター電流設定端子
モーター電流設定端子
固定OFF時間設定端子
スリープ入力端子
ロジック電源入力端子
モーター電流設定端子
電流検出基準電圧入力端子
グランド端子
回転方向入力端子
出力端子1B
主電源入力端子1
電流検出端子1
出力端子1A
出力端子2A
電流検出端子2
主電源入力端子2
オープン端子
※ NC 端子は IC 内部のどの端子にも接続されておりません(No Connection)。
ET パッケージの NC 端子はそれぞれパワー系端子に隣接させており、端子間ショート時の安
全性を考慮した端子配列としています。
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7.
応用回路例
LOGIC
SUPPLY
C4
VDD
CP1
LOAD
SUPPLY
C3
CP2
VCP
VBB1
VBB2
R5
REF
CA4
CA1
CA2
CA3
OUT1A
R6
マ
イ
ク
ロ
プ
ロ
セ
ッ
サ
M
PH1
I01
I02
PH2
I11
I12
OUT2A
SLEEP
OUT2B
OUT1B
VREG
SENSE1
ROSC
SENSE2
R4
GND
RS2 CS2
☆特に VDD /VBB ラインのノイズに注意して下さい。
VDD ラインには必ず製品の直近に電解コンデンサ
CA4 およびバイパスコンデンサ CA3 を挿入して下さい。
CA3 および CA4 は、PCB による配線インピーダンス(ス
ルーホールなども含む)をできるだけ避けるために、製品と
同一面に挿入されることが望ましいです。
VBB ラインには必ず製品の直近に電解コンデンサ CA2
およびバイパスコンデンサ CA1 を挿入して下さい。
CA1 および CA2 は、PCB による配線インピーダンス(ス
ルーホールなども含む)をできるだけ避けるために、製品と
同一面に挿入されることが望ましいです。
RS1 CS1
RS1/RS2 : 0.47Ω(1W)
R4 : 25kΩ(1/8W)
R5 : 22kΩ(1/8W)
R6 : 15kΩ(1/8W)
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C5
CS1/CS2 : 0.1μF/3V
CA1 : 0.22μF/50V
CA2 : 100μF/50V
CA3 : 0.22μF/10V
CA4 : 10μF/10V
C3 : 0.1μF/50V
C4 : 0.1μF/50V
C5 : 0.22μF/25V
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A4986S/A4987S シリーズ アプリケーションノート Ver. 1.7
☆検出抵抗 RS 部には電流制御時に過大なスパイク電圧(電流)が発生することがあります。
スパイク電圧が大きい場合、スパイク電圧除去用のコンデンサ(CS1/CS2)を付加して下さい。
このコンデンサは周波数特性の良いものをご使用ください。
また製品に直近かつ製品と同一面内に実装してください。容量値に関しましては、スパイク電圧を
確認したうえでご判断ください(目安としましては 0.1μF 程度です)
☆GND パターンの引き回しには十分に注意して下さい。
製品 GND 部から VDD 系 GND(S-GND)と VBB 系 GND(P-GND)を分ける(共通インピーダン
スを出来るだけ小さくする)とノイズ低減効果があります(詳しくは 9.1. Layout に記載されている推奨
パターン図を参照ください)。
☆RS1/RS2 で使用する抵抗の定格選定に注意してください。
RS1/RS2 で使用する抵抗の定格につきましては、その抵抗で消費する損失の 2 倍程度の定格のも
のを推奨いたします(発熱により抵抗値が変化してしまうため)。
☆R5/R6 の抵抗定数の選定について
R5/R6/Rs の抵抗値設定にて VDD=5V の条件で約 540mA(ピーク), VDD=3.3V の条件で約
360mA(ピーク)の設計になっております。
出力電流値を可変されたい場合は、8.3. Internal PWM Current Control を参照ください。
☆コンデンサ容量の選定について
CS1,CS2,CA1,CA2,CA3,CA4,C5 はノイズ除去を目的としたコンデンサになります。
応用回路例にてこれらのコンデンサの容量値を推奨値として掲載しておりますが、容量値の選定
につきましては、ユーザー様における実働確認において十分検証を行った上でご判断ください。
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8.
機能説明
8.1. デバイス動作
A4986S/A4987S シリーズは、パラレル入力方式のバイポーラ駆動方式のステッピングモータドラ
イバで、フルステップ(2 相励磁方式)・ハーフステップ(1-2 相励磁方式)・4 分割マイクロステップ
(W1-2 相励磁方式)に対応できます。
A4986S/A4987S シリーズに搭載されている 2 つの H ブリッジ(全て N 型チャネル DMOSFET で
構成されています)のいずれも OFF 時間固定式の PWM 制御回路により電流制御されています。
各ステップにおける H ブリッジに流れる電流は、外付けの電流検出抵抗(Rs)、リファレンス電圧
(VREF)および IN0x、IN1x からの信号を受けた 2bitDAC(DA コンバータ)の出力電圧によって決ま
ります。
また両相ともに、電流制御モードは Mixed Decay に設定されます。
Mixed Decay 電流減衰により、モータの動作を正確なものにしています。
A4986S/A4987S シリーズの励磁方式
I0x
I1x
出力電流
L
L
Itrip*100%
H
L
Itrip*66%
L
H
Itrip*33%
H
H
Disable
8.2. Phase Input(PHx)
フェーズ入力 PH はモータの回転方向を決めるものです。入力論理を下表に示します。
PHx
L
H
OUTA
L
H
OUTB
H
L
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8.3. Internal PWM Current Control
各 H ブリッジは、固定 OFF 時間方式の PWM 電流制御回路で制御されます。
この固定 OFF 時間方式の PWM 電流制御回路は、モータへの負荷電流を設定された値(ITRIP)
に制限します。
最初に、対角に位置する SINK と SOURCE の DMOSFET が ON となり、電流がモータを通って
RS に流れます。
電流検出抵抗による電圧ドロップが DAC の出力電圧と等しくなった時、電流検出コンパレータに
より PWM ラッチが RESET されます。
これにより、SLOW-DECAY モードの場合は、SOURCE ドライバが OFF となり、FAST もしくは
MIXED-DECAY モードの場合は、SINK と SOURCE のドライバが OFF となります。
電流制限の最大値は RS と VREF 端子に入力された電圧と IC 内部に設定された分割比で決定さ
れます。
ITRIPMAX=VREF/8RS
電流検出コンパレータに対し、2bitDAC 出力は VREF 出力を正確な間隔で減少させます。
(10.コントロールシーケンスの表内のそれぞれの Step での %ItripMax を参照ください)
ITRIP = (%ITRIPMAX/100)×ITRIPMAX
SENSE 電圧の定格である 0.5V は超えないようにしてください。
8.4. Fixed Off-Time
内部 PWM 電流制御回路は、ワン・ショットを用いて出力の OFF を保持する時間を制御していま
す。
このワン・ショットの時間(toff)は、外付け抵抗(R4)を直列に ROSC 端子-GND 間に接続することによ
って決定されます。
もし ROSC の端子を VDD に Pull up する場合、Fixed Off-Time は 30μsec になります。
また、ROSC を GND に直接接続する場合も、Fixed Off-Time は 30μsec に設定されます。
ROSC 端子から抵抗を介して GND に接続する場合、Fixed Off-Time は下記の式で表されます
toff [μs] = ROSC/825
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8.5. 負荷ショートおよび地絡保護
負荷ショートもしくは出力端子が地絡した場合、の動作につきまして下記に示します。
① 負荷ショート時における挙動について
下図に負荷ショート時における電流の挙動を示します。
PWM ブランキング時間が OCP ブランキング時間よりも短い設定になっているため、負荷ショート
時においては、PWM ブランキング時間終了時点でデバイスが出力 OFF を行い、Fixed-Off 時間が
開始されます。
Fixed-Off 時間終了後に再び ON 時間が開始される、いわゆる PWM チョッピングを継続します。
Slow Decay においては、PWM ブランキング終了後に Slow Decay 動作を行うために、
Fixed-Off 時間を通してゼロ電流が保持されます。
Mixed Decay においては、PWM ブランキング終了後にデッドタイム期間を経て Fast Decay 動作
を行うために、一度ゼロ電流が保持され、その後逆方向に電流が流れた後ゼロ電流を保持します。
なお、負荷ショート時においては PWM チョッピングを保持しますが、デバイスが破壊することはあり
ません。
また、一方のフルブリッジが負荷ショートしている場合でも、もう片方のフルブリッジは通常の動作を
おこないます。
Out-Out ショート時における電流の挙動(Bridge2 の出力をショート)
Slow Decay
Mixed Decay
Bridge2
Bridge1
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Bridge2
Bridge1
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② ショート時における片側のフルブリッジ回路の動作について
下図に Out-Gnd ショート時における電流の挙動を示します。
Out-Gnd 間ショートにつきましては、ショート検出後 OCP 回路が作動し、出力がラッチ Off されま
す。
出力シャットダウンは SLEEP に H が入力されるか、VDD が再起動されるまでは保持されます。
また、一方のフルブリッジが Out-Gnd ショートしている場合でも、もう片方のフルブリッジは通常の動
作をおこないます。
Out-Gnd ショート時における電流の挙動について(Bridge2 をショート)
Bridge1
Bridge2
8.6. Blanking
この機能は、出力が内部電流制御回路によってスイッチングしている時に電流検出コンパレータを
ブランクします。
コンパレータをブランクすることによって、クランプダイオードのリカバリー電流やスイッチング過渡
現象時の負荷容量成分によるコンパレータの誤検知を防ぐことができます。
ブランキング時間(tBLANK)は、下記で与えられます。
tBLANK = 1μs
8.7. チャージポンプ(CP1 and CP2)
チャージポンプは VBB よりも高い電圧を作るための回路です。この電圧で出力ソース DMOSFET
を駆動します。
0.1μF のセラミックコンデンサを CP1-CP2 間に装着してください。
また、同様に 0.1μF のセラミックコンデンサを VCP-VBB 間に装着してください。このコンデンサは
出力ソース DMOSFET を駆動するための電源として必要になります。
8.8. VREG
VREG は出力シンク DMOSFET を駆動するために使用されます。
VREG 端子は 0.22μF のコンデンサでグランドに対してデカップリングする必要があります。
VREG は内部で監視されており、異常状態(VREG が低い状態)の場合には出力の DMOSFET
が DISABLE(出力 OFF 状態)になります。
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8.9. Shutdown
異常状態(過度のジャンクション温度もしくはチャージポンプ低電圧時)の場合、その異常状態が
解除されるまで、デバイスの出力 DMOSFET が DISABLE(出力 OFF 状態)となります。
電源立ち上げ時および VDD 低電圧時につきましても、UVLO 回路により出力が DISABLE(出力
OFF 状態)となります。
8.10. SLEEP MODE(SLEEP)
SLEEP モードは消費電力を低減させます。また、SLEEP 状態においては、DMOSFET 出力、内
部レギュレータ、チャージポンプを含め、内部回路の多くが DISABLE となります。SLEEP 端子に
LOW を入力することで、SLEEP モードになります。
HIGH を入力することでスリープモードが解除になります。スリープモード解除後はモータ動作の
ためのロジック入力を 1msec 待つ必要があります。この 1msec という時間はチャージポンプが安定動
作に入るまでの時間となっています。
8.11. 電源シーケンス
ロジック入力および電源(VBB,VDD)の立ち上げ、立ち下げに際し特別な立ち上げシーケンスは
ありません。
8.12. 同期整流(Synchronous Rectification)
ドライバーが内部 PWM チョッピングによって Off 時間設定されているとき、負荷電流は Mixed
Decay Mode で電流回生を行います。
同期整流の特徴は、電流回生期間に適切な DMOSFET を ON させることです。
すなわち、DMOSFET のボディーダイオードに電流を流す代わりに、低 Rdson である DMOSFET
自身に電流を流します。
これにより、ドライバの損失を低減させ、外付けショットキーダイオードを削減することができます。
出力電流が 0 になることを検知して同期整流を OFF にすることで、出力電流が逆方向に流れるこ
とを防いでいます。
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8.13. Mixed Decay Operation
H ブリッジは MIXED DECAY にて動作し、出力電流がトリップポイント(Itrip)に達した後、FAST
DECAY に移行し、Fixed Off Time の 31.25%の期間 FAST DECAY を維持します。
FAST DECAY が終了すると、残りの Fixed Off Time(Fixed Off Time の 68.75%)で SLOW
DECAY を維持します。
Decay Mode のタイミングチャート
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8.14. 端子部内部回路
8.15. A498X シリーズ Pin 互換表
A498X シリーズのピン互換表を示します。
各パッケージにおいて、ロジックの入力のみが違うだけですので、ロジック信号を組み替えるだけで、
Clock タイプ Phase タイプのデバイスを入れ替えることができます。
Pin#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
A498XシリーズPin配列比較表
eQFN24
eQFN32
eTSSOP24
A4984SES-T A4986SES-T A4984SET-T A4986SET-T A4984SLP-T A4986SLP-T
A4985SES-T A4987SES-T A4985SET-T A4987SET-T A4985SLP-T A4987SLP-T
OUT2B
OUT2B
OUT2B
OUT2B
CP1
CP1
ENABLE
PH2
NC
NC
CP2
CP2
GND
GND
VBB2
VBB2
VCP
VCP
CP1
CP1
NC
NC
VREG
VREG
CP2
CP2
ENABLE
PH2
MS1
IN02
VCP
VCP
GND
GND
MS2
IN12
VREG
VREG
CP1
CP1
RESET
IN11
MS1
IN02
CP2
CP2
ROSC
ROSC
MS2
IN12
VCP
VCP
SLEEP
SLEEP
RESET
IN11
VREG
VREG
VDD
VDD
ROSC
ROSC
MS1
IN02
STEP
IN01
SLEEP
SLEEP
MS2
IN12
REF
REF
VDD
VDD
RESET
IN11
GND
GND
STEP
IN01
ROSC
ROSC
DIR
PH1
REF
REF
SLEEP
SLEEP
OUT1B
OUT1B
GND
GND
VDD
VDD
VBB1
VBB1
DIR
PH1
STEP
IN01
SENSE1
SENSE1
OUT1B
OUT1B
REF
REF
OUT1A
OUT1A
VBB1
VBB1
GND
GND
OUT2A
OUT2A
SENSE1
SENSE1
DIR
PH1
SENSE2
SENSE2
OUT1A
OUT1A
NC
NC
VBB2
VBB2
OUT2A
OUT2A
VBB1
VBB1
OUT2B
OUT2B
SENSE2
SENSE2
NC
NC
ENABLE
PH2
VBB2
VBB2
OUT1B
OUT1B
GND
GND
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9.
アプリケーション情報
9.1. Layout
プリント基板の配線は GND 領域を強化するようにして下さい。
電気的および熱的な動作を最適にするために、デバイスはプリント基板の上に直接はんだ付けし
てください。
A4986S/A4987S シリーズの裏面は放熱板になっており、放熱経路として使用されます。
この放熱板は、PCB の銅箔部分に直接はんだ付けしてください。PCB にスルーホールを設けてい
ただくと、デバイスで発生した熱を中間層や裏面の銅箔部分に放熱することができます。
電源供給端子(VBB 端子)は電解コンデンサ(100μF 以上のものが望ましい)でデカップリングして
ください。またその電解コンデンサはなるべくデバイスの近くに装着してください。
高い dv/dt スイッチング時における容量性結合による問題を避けるために、H ブリッジの出力ライン
と敏感なロジック入力ラインは離すように配線してください。通常、LOGIC 入力はノイズを回避する
ために、低いインピーダンスでドライブして下さい。
A4986S/A4987S シリーズの参考パターン図を下図に示します。
A4986SES-T/A4987SES-T 参考パターン図
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A4986SET-T/A4987SET-T
参考パターン図
A4986SLP-T/A4987SLP-T 参考パターン図
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9.2. Grounding
デバイスの GND に 1 点 GND 配線になるようにして下さい。
GND 端子(24 ピン QFN については 3,16 番ピン;32 ピン QFN については 6,19 番ピン;24 ピン
eTSSOP については 13,24 番ピン)が放熱用ヒートシンクパッドと絶縁されていますので、パッケージ
の外部(PCB 上)で接続するようにしてください。
9.3. Current Sensing
出力電流レベルの検出における、GND 配線での電圧降下による誤差を最小限にするために、電
流検出抵抗はデバイスの 1 点 GND に独立で接続してください。
また、配線はなるべく短くしてください。検出抵抗値が低いものに関しては、プリント基板配線抵抗
による電圧降下が大きな割合を占めるため、プリント基板上での配線引き回しを考慮する必要があり
ます。
ソケットの使用は、その接触抵抗により検出抵抗のバラツキの原因ともなりますので避けてくださ
い。
9.4. Thermal Protection
ジャンクション温度が 165℃(Typical)に達すると、保護回路により、全てのドライバが OFF になりま
す。これは、接合部温度の超過からドライバを保護するためのもので、出力回路のショートは保護で
きません。過熱保護回路はおよそ 15℃のヒステリシスを持っております。
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10. コントロールシーケンス
下記に真理値表および FULL STEP/HALF STEP/W1-2 相励磁時時におけるシーケンス表を
示します。
真理値表
I0x
L
H
L
H
I1x
L
L
H
H
出力電流
Itrip*100%
Itrip*66%
Itrip*33%
Disable
シーケンス表(FULL STEP)
シーケンスNo
0
1
2
3
PH1
1
1
0
0
I11
0
0
0
0
1相側
I01
0
0
0
0
電流比 PH2
1
0
1
1
1
1
1
0
I12
0
0
0
0
2相側
I02
0
0
0
0
電流比
1
1
1
1
シーケンス表(HALF STEP/W1-2 相)
シーケンスNo
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
PH1
0
0
0
0
x
1
1
1
1
1
1
1
x
0
0
0
1相側
I11 I01
0
0
0
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
電流比 PH2
1
x
1
0
2/3
0
1/3
0
0
0
1/3
0
2/3
0
1
0
1
x
1
1
2/3
1
1/3
1
0
1
1/3
1
2/3
1
0
1
2相側
I12 I02
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
サンケン電気株式会社
電流比
0
1/3
2/3
1
1
1
2/3
1/3
0
1/3
2/3
1
1
1
2/3
1/3
1-2相励磁 W1-2相励磁
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
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10.1. 各励磁モードでの動作
①
Full Step Operation
②
Half Step Operation
③
Quarter Step Operation
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Step Sequence Setting
サンケン電気株式会社
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11. 動作波形図
条件:VBB=24[V]、VDD=5[V]、Rs=0.27[Ω]、Io=0.5[A]
2 相励磁モード
1-2 相励磁電流一定モード
Sense1
Sense1
Sense2
Sense2
Iout1
Iout1
Iout2
Iout2
Sense1
Sense1
Out1A
Out1A
Out1B
Out1B
Iout1
Iout1
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1-2 相励磁トルクベクトル一定モード
W1-2 相励磁モード
Iout1Sense1
Sense1
Sense1
Sense1
Out1A
Iout2 Sense2
Out1B
Sense2
Sense2
Iout1
Iout1
Iout1
Iout2
Iout2
Sense1
Sense1
Out1A
Out1A
Out1B
Out1B
Iout1
Iout1
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Mixed Decay
OUT1A 電流
SENSE
OUT1A
OUT1B
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* 使用上の注意
CAUTION/WARNING
 本書に記載されている動作例及び回路例は、使用上の参考として示したもので、これらに起因する弊社もしくは第三
者の工業所有権、知的所有権、その他の権利の侵害問題について弊社は一切責任を負いません。
Application and operation examples described in this document are quoted for the sole purpose of reference for the use of the products herein and
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or any third party which may result from its use.
 弊社は品質、信頼性の向上に努めていますが、半導体製品では、ある確率での欠陥、故障の発生は避けられません。
部品の故障により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害等を発生させないよう、使用者の責任に於いて、
装置やシステム上で十分な安全設計及び確認を行ってください。
Although Sanken undertakes to enhance the quality and reliability of its products, the occurrence of failure and defect of semiconductor products
at a certain rate is inevitable. Users of Sanken products are requested to take, at their own risk, preventative measures including safety design of
the equipment or systems against any possible injury, death, fires or damages to the society due to device failure or malfunction.
 本書に記載されている製品は、一般電子機器(家電製品、事務機器、通信端末機器、計測機器など)に使用されること
を意図しております。ご使用の際は、納入仕様書に署名または押印の上ご返却をお願いいたします。
高い信頼性が要求される装置(輸送機器とその制御装置、交通信号制御装置、防災・防犯装置、各種安全装置など)への
使用をご検討の際には、必ず弊社販売窓口へご相談及び納入仕様書に署名または押印の上、ご返却をお願いいたしま
す。
極めて高い信頼性が要求される装置(航空宇宙機器、原子力制御、生命維持のための医療機器など)には弊社の文書に
よる合意が無い限り使用しないでください。
Sanken products listed in this document are designed and intended for the use as components in general purpose electronic equipment or
apparatus (home appliances, office equipment, telecommunication equipment, measuring equipment, etc.). Please return to us this document with
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When considering the use of Sanken products in the applications where higher reliability is required (transportation equipment and its control
systems, traffic signal control systems or equipment, fire/crime alarm systems, various safety devices, etc.), please contact your nearest Sanken
sales representative to discuss, and then return to us this document with your signature(s) or seal(s) prior to the use of the products herein.
The use of Sanken products without the written consent of Sanken in the applications where extremely high reliability is required (aerospace
equipment, nuclear power control systems, life support systems, etc.) is strictly prohibited.
 弊社のデバイスをご使用、またはこれを使用した各種装置を設計する場合、定格値に対するディレーティングをどの
程度行うかにより、信頼性に大きく影響いたします。
ディレーティングとは信頼性を確保または向上するため、各定格値から負荷を軽減した動作範囲を設定したり、サー
ジやノイズなどについて考慮することを言います。ディレーティングを行う要素には、一般的には電圧、電流、電力
などの電気的ストレス、周囲温度、湿度などの環境ストレス、半導体デバイスの自己発熱による熱ストレスがありま
す。これらのストレスは、瞬間的数値あるいは最大値、最小値についても考慮する必要があります。
なおパワーデバイスやパワーデバイス内蔵 IC は、自己発熱が大きく接合部温度(Tj)のディレーティングの程度が、
信頼性を大きく変える要素となりますので充分にご配慮ください。
In the case that you use our semiconductor devices or design your products by using our semiconductor devices, the reliability largely depends on
the degree of derating to be made to the rated values. Derating may be interpreted as a case that an operation range is set by derating the load
from each rated value or surge voltage or noise is considered for derating in order to assure or improve the reliability. In general, derating factors
include electric stresses such as electric voltage, electric current, electric power etc., environmental stresses such as ambient temperature,
humidity etc. and thermal stress caused due to self-heating of semiconductor devices. For these stresses, instantaneous values, maximum values
and minimum values must be taken into consideration.
In addition, it should be noted that since power devices or IC’s including power devices have large self-heating value, the degree of derating of
junction temperature (Tj) affects the reliability significantly.
 本書に記載されている製品のご使用にあたって、これらの製品に他の製品・部材を組み合わせる場合、或いは、これ
らの製品に物理的、化学的その他何らかの加工・処理を施す場合には、使用者の責任に於いてそのリスクをご検討の
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When using the products specified herein by either (i) combining other products or materials therewith or (ii) physically, chemically or otherwise
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 弊社物流網外での輸送、製品落下等によるトラブルについて弊社は一切責任を負いません。
Sanken assumes no responsibility for any troubles, such as dropping products caused during transportation out of Sanken’s distribution network.
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