a4982 an jp

バイポーラステッピングモータドライバ IC
A4982S シリーズ
アプリケーションノート
2011 年 9 月 Ver.2.0
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
A4982S 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.
特徴 .................................................................................................. 4
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.
6.
型番命名規則 ................................................................................... 4
シリーズ品のご案内 ........................................................................ 4
QFN32 ピンパッケージ(A4982SET-T) ....................................... 7
eTSSOP24 ピンパッケージ(A4982SLP-T) ................................ 8
内部ブロック図&Pin 配列 ............................................................... 9
6.1.
6.2.
内部ブロック図................................................................................ 9
Pin 配列 ......................................................................................... 10
7.
応用回路例 ..................................................................................... 11
8.
機能説明 ......................................................................................... 13
8.1.
8.2.
8.3.
8.4.
8.5.
8.6.
8.7.
8.8.
8.9.
8.10.
8.11.
8.12.
8.13.
8.14.
8.15.
8.16.
デバイス動作 ................................................................................. 13
Reset Input (RESET) ..................................................................... 13
Step Input (STEP) .......................................................................... 14
Microstep Select (MS1/MS2) ......................................................... 14
Direction Input (DIR) ...................................................................... 14
Internal PWM Current Control ....................................................... 14
Low Current Microstepping ............................................................ 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
Enable Input(ENABLE) .................................................................. 18
Shutdown ....................................................................................... 18
SLEEP MODE(SLEEP) ................................................................. 18
電源シーケンス.............................................................................. 18
サンケン電気株式会社
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A4982S シリーズ アプリケーションノート Ver. 2.0
8.17.
8.18.
8.19.
8.20.
8.21.
8.22.
8.23.
9.
Mixed Decay Operation .................................................................... 19
同期整流(Synchronous Rectification) ............................................... 20
モータのホールドについて ........................................................... 20
Timing Requirements ....................................................................... 20
真理値表 ........................................................................................ 20
端子部内部回路.............................................................................. 21
A498X シリーズ Pin 互換表 ........................................................... 21
アプリケーション情報 ................................................................... 22
9.1.
9.2.
9.3.
9.4.
参考基板レイアウト ...................................................................... 22
Grounding ....................................................................................... 23
Current Sensing ............................................................................... 23
Thermal Protection ........................................................................... 23
10. ステップシーケンス....................................................................... 24
10.1. 励磁モードを途中で切り替えた場合について .............................. 25
10.2. 各励磁モードでの動作 ................................................................... 26
10.3. 励磁シーケンス.............................................................................. 30
11. 動作波形図 ..................................................................................... 32
サンケン電気株式会社
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A4982S シリーズ アプリケーションノート Ver. 2.0
1.
はじめに
A4982S シリーズ(A4982SET-T/A4982SLP-T)は、ステッピングモータを駆動するシーケンサ機
能付モータドライバです。
A4982S シリーズは、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)・16 分割マ
イクロステップ(4W1-2 相励磁方式)に対応できます。
また、出力は 35V、±2.0A まで対応可能となっています。
A4982S 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、SLOW DECAY(低速減衰モード)・MIXED DECAY(高速/低速混合の減
衰モード)対応となっております。
A4982S シリーズは、シーケンサによって、動作設定が容易にできるようになっております。
STEP 端子にパルスを 1 つ入力するだけで、モータのステップ角が 1 つ進みます(励磁方式は
MS1、MS2 の論理によります)。
すなわち、A4982S シリーズには励磁シーケンス・高周波制御線およびプログラムのための複雑な
インターフェースが必要ありません。
A4982S シリーズは、複雑なマイクロプロセッサが使用不可もしくは過負荷になるようなアプリケー
ションに最適なインターフェースとなっています。
A4982S シリーズではチョッピング制御が自動的に行われます。すなわち、電流減衰モード
(SLOW DECAY、MIXED DECAY)が自動的に選択されます。
STEP 信号が入力されたときに、モータの各相の電流において、STEP 信号が入力される前の電
流より STEP 信号が入力された後の電流の方が高いか低いかで電流減衰モードを選択します。
STEP 信号が入力される前の電流よりも STEP 信号が入力された後の電流のほうが高い場合、電
流減衰モードは「SLOW DECAY」に設定されます。
STEP 信号が入力される前の電流よりも STEP 信号が入力された後の電流のほうが低い場合、電
流減衰モードは「MIXED DECAY」になります。
A4982S シリーズでは、OFF 期間の最初の 31.25%が FAST DECAY、残りの 68.75%が SLOW
DECAY に設定されます。
この電流減衰制御により、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。
A4982S 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。
A4982S 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。
また、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。
A4982S シリーズは、裏面に放熱用シンク Tab を有した 32 ピン MLP パッケージ(5mm×5mm×
0.9mm)の A4982SET-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 A4982SLP-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。
サンケン電気株式会社
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A4982S シリーズ アプリケーションノート Ver. 2.0
2.
特徴
・ 低 ON 抵抗出力 (source 側 0.43Ωmax、sink 側 0.43Ωmax)
・ 過電流保護(OCP)回路内蔵
・ 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
3.
セレクションガイド
Parts No.
A4982SETTR-T
A4982SLPTR-T
A4982SLPLU-T
A4982SET-T
A4982SLP-T
パッケージ
eQFN32
eTSSOP24
最小梱包単位
1500
4000
500
eQFN32
eTSSOP24
1
梱包状態
対応
リール(標準)
リール(小口)
スティック
または IC ケース
量産時
サンプル時
※ 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 4982 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
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シリーズ品として、下記の製品があります。
Parts No.
A4984SES-T
A4984SET-T
A4984SLP-T
A4985SES-T
A4988SET-T
定格
35V/2.0A
35V/1.0A
35V/2.0A
パッケージ
eQFN24
eQFN32
eTSSOP24
eQFN24
eQFN28
マイクロステップ励磁パターン
W1-2
2W1-2
4W1-2
○
○
×
○
○
×
○
○
×
○
○
×
○
○
○
サンケン電気株式会社
Status
量産出荷中
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A4982S シリーズ アプリケーションノート Ver. 2.0
4.
製品仕様
4.1. 絶対最大定格
絶対最大定格 (Tj=25℃)
項 目
記 号
規 格 値
単位
主電源電圧
VBB
35
V
出力電流(*1)
Iout
±2.0
A
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
3.9
W
(*4)
4.46
W
(*5)
REF入力電圧
VREF
パッケージパワー損失(*2)
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
℃
備 考
Continuous
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、-31.25mW/℃(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)QFN32 ピンパッケージ(A4982SET-T)JEDEC 基準 4 層基板(High K)にて測定。
(*5)eTSSOP24 ピンパッケージ(A4982SLP-T)JEDEC 基準 4 層基板(High K)にて測定。
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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
定格 Limits
MIN
TYP
MAX
単位
Units
試験条件
Test Conditions
8
-
35
V
動作状態
0
-
35
V
スリープモード
3
-
5.5
V
-
0.32
0.43
Ω
-
0.32
0.43
Ω
Sink, Iout = 1.5A
-
-
1.3
V
Source, Iout = -1.5A
-
-
1.3
V
Sink, Iout = 1.5A
-
-
4
mA
Fpwm < 50KHz
-
-
2
mA
動作状態、出力OFF時
-
-
10
μA
スリープモード
-
-
8
mA
Fpwm < 50KHz
-
-
5
mA
出力OFF時
-
-
10
μA
スリープモード
VIN(1)
0.7VDD
-
-
V
VIN(1)
VIN(0)
-
-
0.3VDD
V
VIN(0)
IIN(1)
-20
<-1.0
20
μA
VIN=0.7VDD
IIN(0)
-20
<1.0
20
μA
VIN=0.3VDD
マイクロステップセレクト1
MS1
-
100
-
kΩ
マイクロステップセレクト2
MS2
-
33.3
-
kΩ
Logic入力電圧ヒステリシス
Vhys(IN)
5
11
19
%
ブランキング時間
tBLANK
700
1000
1300
ns
20
30
40
μs
OSC > 3V
23
30
37
μs
ROSC=25KΩ
FETボディーDi順電圧
主電源電流
ロジック電源電流
VF
IBB
IDD
Source, Iout = -1.5A
制御部(Control Logic)
Logic入力電圧
Logic入力電流
固定OFF時間
tOFF
VDD電圧比
REF入力電圧範囲
VREF
0
-
4
V
REF端子入力電流
IREF
-3
-
3
μA
電流トリップレベルエラー
(※3)
-
-
±15.0
%
errI
-
-
±5.0
%
VREF = 2V, %ITreipMAX=70.71%
-
-
±5.0
%
VREF = 2V, %ITreipMAX=100.00%
TDT
100
475
800
ns
クロスオーバーデッドタイム
VREF = 2V, %ITreipMAX=38.27%
保護機能(Protection)
過電流保護動作電流
IOCPST
2.1
-
-
A
過電流保護ブランキング時間
tocp
1
-
3
μs
過熱保護動作温度
TJ
-
165
-
℃
過熱保護ヒステリシス
TJHYS
-
15
-
℃
低電圧保護動作電圧
UVLO
2.7
2.8
2.9
V
低電圧保護ヒステリシス
UVHYS
‐
0.09
-
V
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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外形図
5.
5.1. QFN32 ピンパッケージ(A4982SET-T)
(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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5.2. eTSSOP24 ピンパッケージ(A4982SLP-T)
(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 配列
6.1. 内部ブロック図
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6.2. Pin 配列
Pin番号
QFN32(ET) eTSSOP24(LP)
1
22
5
23
6
24
7
1
8
2
9
3
10
4
11
5
12
6
13
7
14
8
15
9
16
10
17
11
18
12
19
13
20
14
24
15
22
16
25
17
27
18
30
19
32
20
3
21
2,4,21,23,
-
26,28,29,31
記号
機能
OUT2B
ENABLE
GND
CP1
CP2
VCP
VREG
MS1
MS2
RESET
ROSC
SLEEP
VDD
STEP
REF
GND
DIR
OUT1B
VBB1
SENSE1
OUT1A
OUT2A
SENSE2
VBB2
出力端子2B
ENABLE/DISABLE切り替え入力端子
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
励磁方式設定端子1
励磁方式設定端子2
リセット入力端子
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
励磁信号入力端子
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
NC
オープン端子
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応用回路例
7.
LOGIC
SUPPLY
C4
VDD
CP1
LOAD
SUPPLY
C3
CP2
VCP
VBB1
VBB2
R5
REF
CA4
CA1
CA2
CA3
OUT1A
R6
プマ
ロ イ
セク
ッ ロ
サ
M
STEP
DIR
RESET
MS1
MS2
OUT1B
OUT2A
SLEEP
ENABLE
OUT2B
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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☆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. 参考基
板レイアウト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、8-6. 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
A4982S シリーズは、ステッピングモータを駆動するシーケンサ機能付マイクロステッピング対応モ
ータドライバです。
このシーケンサにより、モータを少ない信号線で簡単に制御できます。
A4982S シリーズは、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)・16 分割マ
イクロステップ(4W1-2 相励磁方式) に対応できます。
A4982S 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)およびシーケンサからの信号を受けた DAC(DA コンバータ)の出力電圧によって決まりま
す。
電源立ち上がり時もしくはリセット時において、シーケンサにより、各相の DAC 出力と電流の方向
は初期の Home State に設定されます。
また両相ともに、電流制御モードは Mixed Decay に設定されます。
STEP 端子に信号が 1 パルス入力されると、シーケンサにより自動的に DAC 出力電圧が次の電
圧レベルに移行します。
励磁モードは、下表に示されている MS1 および MS2 のロジック信号によって設定されます。
DAC 出力電圧のレベルが 1 つ前の DAC 出力電圧のレベルよりも低い場合、H ブリッジの電流減
衰モードは Mixed Decay に設定されます。
DAC 出力電圧のレベルが 1 つ前の DAC 出力電圧のレベルよりも高いかもしくは等しい場合、H
ブリッジの電流減衰モードは Slow Decay に設定されます。
この自動電流減衰モード選択/検知機能により、モータの逆起電圧による電流波形の歪を抑える
ことができ、マイクロステッピングの動作を正確なものにしています。
A4982S シリーズの励磁方式
8.2. Reset Input (RESET)
RESET 入力(Active Low)はシーケンサを Home State(10.ステップシーケンスを参照ください)
に設定します。また、出力 DMOSFET を全て OFF にします。
このとき、STEP 入力は RESET 端子に High が入力されるまで無視されます。
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8.3. Step Input (STEP)
STEP 入力の立ち上がりエッジによって、シーケンサが動作し、モータを 1 ステップ先に進ませま
す。
シーケンサは、DAC への入力信号と各ブリッジに流れる電流の方向を制御します。
1 ステップの大きさは、7-1 の表に示されている MS1、MS2 のロジック信号の結合された状態で決
定されます。
8.4. Microstep Select (MS1/MS2)
MS1 および MS2 の入力は、8-1 の表に示されるような励磁方式の選択を行います。
MS1 は 100kΩで、MS2 は、33.3kΩでプルダウンされています。
入力論理の組み合わせの変更は、STEP 入力信号が入るまで無効です。
8.5. Direction Input (DIR)
DIRECTION の入力論理は、モータの回転方向を決めるものです。DIR 信号が L の時、回転方
向は CCW となります。一方 DIR 信号が H の時、回転方向は CW となります。
DIR 信号の変化は、STEP 入力信号が入るまで無効です。
8.6. 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、DAC 出力は VREF 出力を正確な間隔で減少させます。
(10.ステップ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。
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8.7. Low Current Microstepping
電流が低い領域において、電流制御が正常に機能しない(最小 ON 時間でも電流が制御できな
い)場合、ROSC 端子を直接 GND に接続していただくことで、電流制御が Mixed-Decay にて制御
され、Fixed Off-Time は 30μsec に設定されます。
下図に通常使用時と ROSC を GND に接続した場合の波形比較を示します。
下図左のように、低電流領域において波形ひずみが生じてしまう場合、ROSC を GND に接続する
ことで、すべての電流領域において Mixed-Decay にて制御され、波形ひずみが改善されていること
がわかります。
通常動作時
ROSC=GND 接続時
STEP
STEP
波形歪
OUT1A 電流
OUT1A 電流
OUT2A 電流
OUT2A 電流
波形歪
波形歪
8.8. 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 の端子に 3V 以上の電圧を入力する場合、Fixed Off-Time は 30μsec になります。この
ような使い方をする場合、ROSC 端子は VDD 端子に接続することをお薦めします。
また、ROSC を GND に直接接続する場合、Fixed Off-Time は 30μsec に設定され、電流減衰は
Mixed-Decay 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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8.9. 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/RESET 入力に 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
8.10. 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
8.11. 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。
8.12. 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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8.13. Enable Input(ENABLE)
ENABLE の入力で、全ての FET の出力をオンもしくは、オフします。
HIGH を入力することにより、全ての出力はディスエーブルとなります。LOW を入力することにより、
全ての出力がイネーブルになります。
またこの時、シーケンサへの INPUT(STEP,DIR,MS1,MS2)は全てイネーブルのロジックとは独
立しています。
すなわち、ENABLE 入力は出力 DMOSFET のみを OFF する機能であり、ENABLE による出
力 OFF 期間であっても、シーケンサへの INPUT(STEP,DIR,MS1,MS2)は保持されます。
8.14. 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 低電圧時には、UVLO 回路により出力が DISABLE(出力 OFF 状
態)となり、シーケンサーは HOME にリセットします。
8.15. 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、通常動作を行い、HOME ポジションからデバイスがスタートします。
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 STEP 信号入
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。
8.16. 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。
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8.17. Mixed Decay Operation
H ブリッジはシーケンサに従って自動的に MIXED DECAY で動作します。
MIXED DECAY で動作する場合において、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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8.18. 同期整流(Synchronous Rectification)
ドライバが内部 PWM チョッピングによって Off 時間設定されているとき、負荷電流はシーケンサに
よって設定されている電流回生モード(Slow, 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。
8.19. モータのホールドについて
Step 入力を H もしくは L に固定することで、モータをホールドできます。モータをどの電気角でホ
ールドさせるかは、10. ステップシーケンスをご確認ください。
8.20. Timing Requirements
(Ta=+25℃、VDD=5V、論理レベルは VDD と GND です)
8.21. 真理値表
Direction ENABLE
X
X
X
H
H
L
L
L
※X=Don't Care
SLEEP
L
H
H
H
OUTA
Hi-Z
Hi-Z
H
L
OUTB
Hi-Z
Hi-Z
L
H
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Function
スリープモード
ディスエーブルモード
CW(Forward)
CCW(Reverse)
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8.22. 端子部内部回路
8.23. 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- A4986SES- A4984SET- A4986SET- A4984SLP- A4986SLPT
T
T
T
T
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. 参考基板レイアウト
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。
A4982S 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。
A4982S シリーズの参考パターン図を以下に示します。
A4982SET-T 参考パターン図
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A4982SLP-T
参考パターン図
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(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、全てのドライバーが OFF になり
ます。これは、接合部温度の超過からドライバー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. ステップシーケンス
A4982 シリーズ
DIR=H 時
HOME POSITION→
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10.1. 励磁モードを途中で切り替えた場合について
細かい励磁モードから、荒い励磁モードに移行する場合は、回転方向に沿った、一番近いポジシ
ョンに移行します。
例えば 4W1-2 相励磁で 19 番のポジションにいた時に 2 相励磁に切り替える場合、次の Step 入
力で CW であれば 2 相励磁の 2 番に、CCW であれば 2 相励磁の 1 番に移行します。
DIR=H(CW)の時
DIR=L(CCW)の時
Step 入力
Step 入力
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10.2. 各励磁モードでの動作
①
Full Step Operation
※ 各相の出力電流は Itrip の 70.71%に設定され、出力電流のベクトル合成値はいずれのステップ
においても 100%となるようにしています。
※ OUTA→OUTB に電流が流れている時をプラスとしています。
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②
Half Step Operation
IOUT2A
※ OUTA→OUTB に電流が流れている時をプラスとしています。
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③ Quarter Step Operation
IOUT2A
※ OUTA→OUTB に電流が流れている時をプラスとしています。
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④ Sixteenth Step Operation
IOUT2A
※ OUTA→OUTB に電流が流れている時をプラスとしています。
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10.3. 励磁シーケンス
①
Full Step Operation
IOUT2A
IOUT1B
IOUT1A
IOUT2B
② Half Step Operation
IOUT2A
IOUT1B
IOUT1A
IOUT2B
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③ Quarter Step Operation
IOUT2A
IOUT1B
IOUT1A
IOUT2B
④
Sixteenth Step Operation
IOUT2A
IOUT1B
IOUT1A
IOUT2B
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11. 動作波形図
VBB=24V, VDD=3.3 V
4W1-2 相励磁(MS1=MS2=H)
各相電流波形
1 相側電流波形
STEP
STEP
OUT1A 電流
OUT1A 電流
OUT2A 電流
各相 SENSE 波形(All Mix Decay)
各相 SENSE 波形(Normal)
STEP
STEP
SENSE1
SENSE1
SENSE2
SENSE2
1 相側出力電圧波形(All Mix Decay)
1 相側出力電圧波形(Normal)
OUT1A 電流
OUT1A 電流
SENSE1
SENSE1
OUT1A
OUT1A
OUT1B
OUT1B
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W1-2 相励磁(MS1=L, MS2=H)
各相電流波形
1 相側電流波形
STEP
STEP
OUT1A 電流
OUT1A 電流
OUT2A 電流
各相 SENSE 波形(All Mix Decay)
各相 SENSE 波形(Normal)
STEP
STEP
SENSE1
SENSE1
SENSE2
SENSE2
1 相側出力電圧波形(All Mix Decay)
1 相側出力電圧波形(Normal)
OUT1A 電流
OUT1A 電流
SENSE1
SENSE1
OUT1A
OUT1A
OUT1B
OUT1B
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1-2 相励磁(MS1=H, MS2=L)
各相電流波形
1 相側電流波形
STEP
STEP
OUT1A 電流
OUT1A 電流
OUT2A 電流
各相 SENSE 波形(All Mix Decay)
各相 SENSE 波形(Normal)
STEP
STEP
SENSE1
SENSE1
SENSE2
SENSE2
1 相側出力電圧波形(All Mix Decay)
1 相側出力電圧波形(Normal)
OUT1A 電流
OUT1A 電流
SENSE1
SENSE1
OUT1A
OUT1A
OUT1B
OUT1B
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2 相励磁(MS1=MS2=L)
各相電流波形
1 相側電流波形
STEP
STEP
OUT1A 電流
OUT1A 電流
OUT2A 電流
各相 SENSE 波形(All Mix Decay)
各相 SENSE 波形(Normal)
STEP
STEP
SENSE1
SENSE1
SENSE2
SENSE2
1 相側出力電圧波形(All Mix Decay)
1 相側出力電圧波形(Normal)
OUT1A 電流
OUT1A 電流
SENSE1
SENSE1
OUT1A
OUT1A
OUT1B
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Slow Decay
Mixed Decay
OUT1A 電流
OUT1A 電流
SENSE
SENSE
OUT1A
OUT1A
OUT1B
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
Sanken can assume no responsibility for any infringement of industrial property rights, intellectual property rights or any other rights of Sanken
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 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
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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。
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apparatus (home appliances, office equipment, telecommunication equipment, measuring equipment, etc.). Please return to us this document with
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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
上行ってください。
When using the products specified herein by either (i) combining other products or materials therewith or (ii) physically, chemically or otherwise
processing or treating the products, please duly consider all possible risks that may result from all such uses in advance and proceed therewith at
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 本書に記載された製品は耐放射線設計をしておりません。
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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。
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