大電流バイポーラステッピングモータドライバ IC High-current bipolar stepping motor driver SX7232M/SX7236M Technical Note 2015 年 3 月 Ver.2.4 MCD 事業部低圧モータグループ 本資料は、現在開発中の大電流バイポーラステッピングモータドライバの SX7232M/ SX7236M についてまとめたものです。 本資料の内容は和英併記となっておりますが、和文優先とさせていただきます。最新情 報に関しては、弊社担当部門までお問合せ願います。 This application note is applied to SX7232M/SX7236M, which is high-current motor driver for 2-phase bipolar stepping motor. This application note, which shows in Japanese and English, Japanese expression shall be given priority over English expression. About the latest information, please refer to our section in charge. 〔目次 Table of Contents〕 1. はじめに (Introduction) ...............................................................................................3 2. 特長 (Features and Benefits)......................................................................................4 3. シリーズ品のご案内 (Selection guide) .......................................................................5 4. 製品仕様 (Specifications)............................................................................................5 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 絶対最大定格 (Absolute maximum ratings) ..............................................................5 推奨動作範囲 (Recommended operating range) ......................................................6 減定格 (Power dissipation) ........................................................................................7 電気的特性 (Electrical characteristics) ......................................................................8 5. 外形図 (Package dimension) ....................................................................................10 6. 参考ランド寸法 (Reference foot pattern) ................................................................. 11 7. Pin 配列 (Pin assignment) ........................................................................................12 8. 内部ブロック図 (Internal block diagram) .................................................................13 9. 応用回路例 (Application circuit) ................................................................................14 10. デバイス動作 (Device operation) .............................................................................17 10.1. 10.1.1. 10.1.2. 10.1.3. 10.1.4. 10.1.5. ロジック入力 (Logic input)......................................................................................19 Clock 入力 (STEP) ..................................................................................................19 Direction 入力 (DIR) ................................................................................................19 Enable 入力(ENABLEn) ...........................................................................................19 Microstep Select (MS1/MS2/MS3) ..........................................................................20 リセット (Reset) .....................................................................................................20 サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 1 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.2. 内部 PWM 電流制御 (Internal PWM) ......................................................................21 10.2.1. REF 入力 (REF input) .............................................................................................21 10.2.2. PWM Blanking .........................................................................................................22 10.2.3. 電流回生について (Current decay mode) ...............................................................23 10.3. 各種保護機能 (Internal protections) ........................................................................24 10.3.1. 過電流保護 (Over current protection) ......................................................................24 10.3.2. 低電圧保護 (Under voltage lock out) .......................................................................24 10.3.3. 過熱保護 (Thermal shutdown).................................................................................24 10.3.4. フラグ出力 (Flag output).........................................................................................25 10.4. スリープモード (Sleep mode) ................................................................................26 10.5. チャージポンプ(charge pump, CPL&CPH) .............................................................26 10.6. 電源シーケンス (Power-on sequence) ...................................................................27 10.7. モータのホールドについて (Hold motor)................................................................27 10.8. Timing Requirements ...............................................................................................27 10.9. 真理値表 (Truth table) .............................................................................................28 10.10. ステップシーケンス (Step sequence) ....................................................................29 10.11. 各励磁モードでの動作 (Operation in each excitation mode) ..................................31 10.11.1.2 相励磁 (トルクベクトル一定モード, Full step with constant torque vector)........32 10.11.2.2 相励磁 (100%フルトルクモード, Full step with 100% full torque) ......................33 10.11.3.1-2 相励磁 (トルクベクトル一定モード, Half step with constant torque vector) ....34 10.11.4.1-2 相励磁 (100%フルトルクモード, Half step with 100% full torque)...................35 10.11.5.W1-2 相励磁 (W1-2 Phase) ....................................................................................36 10.11.6.2W1-2 相励磁 (2W1-2 Phase) ................................................................................37 10.11.7.4W1-2 相励磁 (4W1-2 Phase) ................................................................................38 11. 動作波形図 (Operating wave example) ....................................................................39 12. アプリケーション (Applications) ..............................................................................46 12.1. 12.2. 12.3. 12.4. 参考基板レイアウト (PCB layout) ..........................................................................46 Grounding ................................................................................................................46 Current Sensing .......................................................................................................47 その他の注意事項 (Notice)......................................................................................47 13. 弊社評価ボードについて (Evaluation board) ...........................................................48 13.1. 13.2. 回路図 (schematic)..................................................................................................48 基板仕様 (PCB specifications) ................................................................................48 14. 半田耐熱について (Soldering) ..................................................................................49 14.1. 14.2. 14.3. リフロー半田付け (reflow soldering) ......................................................................49 フロー半田付け (半田槽ディップ, Flow ; Dip soldering) ........................................49 手半田付け (半田ごてによる加熱半田付け, Manual soldering) ..............................50 15. 保管上の注意事項 (Cautions for storage).................................................................50 サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 2 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 1. はじめに (Introduction) SX7232M/SX7236M 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。内蔵シーケンサにより、モータを尐ない信号線で簡単に制御することができ ます。単一電源動作対応のため、内蔵シーケンサ動作用ロジック電源は不要です。 The SX7232M/SX7236M are complete microstepping motor driver with built-in translator for easy operation with minimal control lines. The SX7232M/SX7236M operate by single power supply and no require external logic supply to drive internal translator. 励磁モードは、フルステップ(2 相励磁方式, トルクベクトル一定モード/100%フルトルクモード両 対応)・ハーフステップ(1-2 相励磁方式, トルクベクトル一定モード/100%フルトルクモード両対 応)・4 分割マイクロステップ(W1-2 相励磁方式)・8 分割マイクロステップ(2W1-2 相励磁方式)・ 16 分割マイクロステップ(4W1-2 相励磁方式)に対応しています。 It is designed to operate bipolar stepper motors in full, half, quarter, eighth, sixteenth step modes, include 100% full torque step modes. SX7232M/SX7236M は、内部保護回路としてヒステリシス付過熱保護(TSD)回路、低電圧保護 (UVLO)回路、出力貫通電流防止回路、過電流保護(OCP)回路を有しています。過電流保護回路 は、モータ出力端子の天絡・地絡・ショートに対する過電流を保護します。 Internal circuit protection includes: thermal shutdown with hysteresis, undervoltage lockout (UVLO), crossover-current protection and over-current protection (OCP). OCP circuit will protect the IC from short-to-supply, short-to-ground and shorted-load. SX7232M/SX7236M に搭載されている 2 つの H ブリッジ(全て N 型チャネルの FET で構成さ れています)は、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。 The currents in each of the two output full-bridges and all of the N-channel MOSFETs are regulated with fixed-off time PWM (pulse width modulated) control circuitry. 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。 At each step, the current for each full-bridge is set by the value of its external current-sense resistor (RS1 and RS2), a reference voltage (VREF), and the output voltage of its DAC (which in turn is controlled by the output of the translator). 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。 At power-on or reset, the translator sets the DACs and the phase current polarity to the initial Home state. 電流制御モードは両相とも Mixed Decay に設定されます。この Mixed Decay モードにより、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。 The current regulators are to Mixed Decay Mode for both phases. This Mixed Decay Mode improves microstepping performance by reducing the distortion of the current waveform that results from the back EMF of the motor. 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、MS1、MS2 および MS3 のロジック信号によって設定されま す。モータ回転方向は、DIR 端子のロジックにて設定できます。 When a step command signal occurs on the STEP input, the translator automatically sequences the DACs to the next level and current polarity. The microstep resolution is set by the voltage on logic inputs MSx. DIR input determines the direction of rotation of the motor. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 3 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 2. 特長 (Features and Benefits) 低 ON 抵抗出力 (SX7232M:50mΩtyp, SX7236M:80mΩtyp) Ultra-low ON resistance outputs (SX7232M:50mΩtyp, SX7236M:80mΩtyp) 16 分割マイクロステップまで全 7 通りの励磁モードに対応 7 types of excitation mode up to sixteenth step mode 低消費電力のスリープ機能内蔵 Low current sleep mode 同期整流機能による回生時の熱損失の低減 Synchronous rectification for low power dissipation 各種保護機能内蔵 Internal protections パワーオンリセット機能 (POR) Power-On Reset 低電圧保護機能 (UVLO) Under voltage lock out 過熱保護機能搭載 (TSD) Thermal shutdown 天絡、地絡、モータコイル間ショートに対する過電流保護(OCP)回路内蔵 Over current protection for short-to-supply, short-to ground and shorted-load 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 Crossover-current protection 異常状態を知らせるフラグ出力機能内蔵 Diagnostics output, FLAGn pin 単一電源動作対応 (内蔵シーケンサ動作用ロジック電源不要) Single supply operation (No require external logic supply to drive internal sequencer) 電源/ロジック入力の立ち上げ/立ち下げ順序シーケンスフリー Special power-on/off sequence is NOT required 2 種類の耐圧オプションを用意 (SX7232M:40V 品、SX7236M:60V 品) 2 types of voltage rating options (SX7232M:40V, SX7236M:60V) サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 4 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 3. シリーズ品のご案内 (Selection guide) 本技術資料に記載されている製品群の早見表は以下の通りです。 Please refer to following table of SX723x series. 絶対最大定格 absolute maximum ratings Parts No. Status input type Phase 入力 Phase input Clock 入力 Clock input Phase 入力 Phase input Clock 入力 Clock input SX7231M 40V SX7232M SX7235M 60V SX7236M 4. 入力タイプ サンプル対応中 samples available 製品仕様 (Specifications) 4.1. 絶対最大定格 (Absolute maximum ratings) 絶対最大定格 (Tj=25℃) Absolute maximum ratings (Tj=25℃) 項目 Characteristics 記号 Symbol 主電源電圧 Load supply voltage VBB 出力電流(*1) Output current ロジック入力電圧 Logic input voltage 規格値 Rating 単位 Units 備考 Notes -0.3~40 V SX7232M -0.3~60 V SX7236M Iout ±5.0 A 連続 continuous VIN -0.3~5.5 V -0.5~40 V SX7232M -0.5~60 V SX7236M 出力電圧 Output voltage VOUT 検出電圧 Sense voltage VSEN ±0.5 V VREF -0.3~5.0 V Vflag -0.3~5.5 V Iflag 10 mA PD 3 W TA -20~85 ℃ TJ 150 ℃ Tstg -40~150 ℃ REF入力電圧 REF input voltage FLAGn出力電圧 FLAGn output voltage FLAGn出力流入電流 FLAGn output sink current パッケージパワー損失(*2) Package power dissipation 動作周囲温度 Operating ambient temperature ジャンクション温度(*3) Junction temperature 保存温度 Storage temperature サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. (*4) 5 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 (*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。 Output current rating may be limited by duty cycle, ambient temperature, and heat sinking. Under any set of conditions, do not exceed the specified junction temperature of 150℃. (*2)周囲温度(Ta)が+25℃以上の場合は、-23.98mW/℃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) When the ambient temperature (Ta) is over 25℃, you need to reduce the power dissipation with -23.98mW/℃ (Please refer to "Power dissipation"). (*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。 When you use the device under the condition of 150℃ or above, the device will operate thermal shut down in the device. However please do not use the device under the condition. (*4)基板実装時(1.6mm、銅箔 35um、CEM-3、モールドなし、自然空冷)にて測定。 This value is measured using CEM-3 PCB (t=1.6mm, copper thickness:35um, still air). 4.2. 推奨動作範囲 (Recommended operating range) 項目 Characteristics 記号 Symbol 主電源電圧 Load supply voltage VBB 出力電流(*1) Output current ロジック入力電圧 Logic input voltage 検出電圧 Sense voltage REF入力電圧 REF input voltage FLAGn出力電圧 FLAGn output voltage FLAGn出力流入電流 FLAGn output sink current 動作周囲温度 Operating ambient temperature パッケージ表面温度 Package surface temperature 規格値 Rating 単位 Units 備考 Notes 15~35 V SX7232M 15~50 V SX7236M Iout ±2.5 A 連続 continuous VIN 0~5 V VSENSE ±0.3 V VREF 1~4 V Vflag 0~5 V Iflag ~1 mA TA 0~50 ℃ TPKG 85 ℃ 注) 特に出力電流を推奨動作範囲以上、絶対最大定格以下にてご使用される場合、本書を 参照の上、他の定格を越える事の無いよう必ず十分な評価、検証を行って下さい。 Especially, care should be taken with output current on condition over recommended range and below absolute maximum ratings. In this case, enough evaluation is needed with technical note to avoid the device being over absolute max rating for other item. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 6 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 4.3. 減定格 (Power dissipation) 3.5 パッケージ許容損失 PD[W] Package power dissipation 3 2.5 2 1.5 41.7℃/W 1 0.5 0 -20 0 20 40 60 80 100 周囲温度 Ta[℃] Ambient temperature ※ 上記の減定格は、(1.6mm、銅箔 35um、CEM-3、モールドなし、自然空冷)の基板実装状態 での値です。許容損失は、基板の層数やパターンの銅箔面積によって変化しますのでご注意下さ い。 This value is measured using CEM-3 PCB (t=1.6mm, copper thickness:35um, still air). Power dissipation will vary with number of layers, copper area, etc of PCB design. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 7 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 4.4. 電気的特性 (Electrical characteristics) (特に断りなき場合、Ta=25℃、VBB=VBB(MAX)V) (Ta=25℃, VBB=VBB(MAX)V, unless otherwise noted) 出力部(Output Drivers) 特性項目 Characteristics 主電源電圧範囲 Load supply voltage range MOSFET ON抵抗 MOSFET On resistance MOSFETボディーDi順電圧 MOSFET body Di forward voltage 主電源電流 Load Supply current 記号 Symbol VBB RDSON VF 定格 Limits MIN TYP MAX 単位 Units 試験条件 Test Conditions 10 - 40 V SX7232M, operating 0 - 40 V SX7232M, sleep mode 10 - 60 V SX7236M, operating 0 - 60 V SX7236M, sleep mode - 50 80 mΩ SX7232M, Source, Iout = -5A - 50 80 mΩ SX7232M, Sink, Iout = 5A - 80 110 mΩ SX7236M, Source, Iout = -5A - 80 110 mΩ SX7236M, Sink, Iout = 5A - - 1.25 V Source, Iout = -5A - - 1.25 V Sink, Iout = 5A 5 10 15 mA 動作状態、出力OFF時 operating, output disabled - - 20 μA スリープモード sleep mode VIN(1) 2.0 - - V VIN(1) VIN(0) - - 0.8 V VIN(0) VIN(SLEEP) 0.8 - 2.5 V tLOGIC - 1 - μs STEP, DIR, ENABLEn, MS1, MS2, MS3, 設計保証 RPD 20 30 40 kΩ STEP, DIR, ENABLEn, MS1, MS2, MS3, SLEEPn Vhys(IN) - 300 - mV STEP, DIR, ENABLEn, MS1, MS2, MS3, 設計保証 tblank - 2 - μs tOFF 20 30 40 μs VREF 0 - 4 V IREF -3 - 3 μA - - ±15.0 % VREF = 2V, %ITreipMAX=38% - - ±5.0 % VREF = 2V, %ITreipMAX=71% - - ±5.0 % VREF = 2V, %ITreipMAX=100% 0.05 - 0.6 V IFLAGn=2mA 0.2 - 1.5 V IFLAGn=7mA IFL(OFF) ‐ ‐ 50 μA VFLAGn=5.5V ISen -10 ‐ 10 μA Sen1, Sen2, Vsen=0~0.5V TDT ‐ 1000 ‐ ns 設計保証 tSTEP ‐ - 250 kHz Duty=50%, 設計保証値 (※4) IBB 制御部(Control Logic) Logic入力電圧 (SLEEPn端子除く) Logic input threshold (except SLEEPn) SLEEPn端子入力しきい値電圧 SLEEPn input threshold ロジック入力フィルタ Logic input filter ロジック入力プルダウン抵抗 Logic input pulldown resistor Logic入力電圧ヒステリシス Logic input hysteresis PWMブランキング時間 PWM blanking time 固定OFF時間 Fixed-off time REF入力電圧範囲 REF input voltage range REF端子入力電流 REF input current 電流トリップレベルエラー Current trip level error (※3) errI FLAGn出力飽和電圧 FLAGn output saturation voltage VFL(ON) FLAGn出力リーク電流 FLAGn output leakage Sen端子入力電流 Sen input current クロスオーバーデッドタイム crossover dead time STEP端子入力周波数 STEP input frequency 次頁へ続く Continued to next page サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 8 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 保護機能(Protection) 過電流保護フィルタ時間 OCP filter time 過電流検出電圧 Over current detect voltage 過熱保護動作温度 thrmal shutdown temperature 過熱保護ヒステリシス thermal shutdowwn hysteresis 低電圧保護動作電圧 UVLO voltage 低電圧保護ヒステリシス UVLO hysteresis TOCPfilter ‐ 1 ‐ us VOCPLS 0.95 1.15 1.35 V VOCPHS 0.25 0.45 0.65 V TJTSD - 140 - ℃ TJTSDHYS - 20 - ℃ VUVLO 8.0 - 9.8 V VUVHYS 0.15 0.3 - V 設計保証 OUT-GND間電圧、Low Side検出 OUT-GND voltage, Low side detect VBB-OUT間電圧、High Side検出 VBB-OUT voltage, High side detect 制御IC温度 control die temperature VBB電圧、立ち上がり時 VBB rising ※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。 Negative current is defined as coming out of (sourcing) the specified device pin. ※2:Typ データは設計情報として使用して下さい。 Typical data are for initial design estimations only. ※3:errI={(VREF/8)-VSENSE}/(VREF/8) ※4:設計保証値であり、検査されません。『10.8 Timing Requirements』もご参照くださ い。実際に最大入力周波数に近い値を入力した場合、IC は動作しますがモータは追従で きません。 サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 9 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 5. 外形図 (Package dimension) 単位:mm Units : mm サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 10 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 6. 参考ランド寸法 (Reference foot pattern) 単位:mm Units : mm サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 11 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 7. Pin 配列 (Pin assignment) SX7232M/SX7236M Pin No. 記号 Symbol 19 Sen2B 20 Out2B 21 Out2B 22 VBB 23 24 VCP 25 CPH 26 CPL 27 SLEEPn 28 FLAGn 29 REF 30 Sen1 31 GND 32 33 VBB 34 Out1B 35 Out1B 36 Sen1B GND Sen1 REF FLAGn SLEEPn CPL CPH VCP 36 Sen1B OUT1B OUT1B VBB 機能 Pin No. Function 電流検出端子1A (パワーライン) 1 Sen1A Low side current source 1A (power line) モータ出力端子1A 2 Out1A Motor output 1A モータ出力端子1A 3 Out1A Motor output 1A 主電源入力端子 4 VBB Power supply input 抜きピン 5 unused pin 励磁信号入力端子 6 STEP excitation signal input (logic input) 回転方向入力端子 7 DIR motor direction input (logic input) モータ通電ON/OFF入力端子 8 ENABLEn motor current shutdown/enable (logic input) 励磁方式設定端子1 9 MS1 microstep select1 (logic input) 励磁方式設定端子2 10 MS2 microstep select2 (logic input) 励磁方式設定端子3 11 MS3 microstep select3 (logic input) 電流検出端子2 (検出ライン) 12 Sen2 current sense 2 (connect sense resistor) グランド端子 13 GND ground 抜きピン 14 unused pin 主電源入力端子 15 VBB Power supply input モータ出力端子2A 16 Out2A Motor output 2A モータ出力端子2A 17 Out2A Motor output 2A 電流検出端子2A (パワーライン) 18 Sen2A Low side current source 2A (power line) VBB OUT2B OUT2B Sen2B 記号 Symbol 機能 Function 電流検出端子2B (パワーライン) Low side current source2B (power line) モータ出力端子2B Motor output 2B モータ出力端子2B Motor output 2B 主電源入力端子 Power supply input 抜きピン unused pin チャージポンプ電圧端子 charge pump voltage output チャージポンプ汲み上げ用端子2 charge pump caparitor terminal 2 チャージポンプ汲み上げ用端子1 charge pump caparitor terminal 1 スリープ端子 sleep input (logic input) 異常状態出力端子 diagnositc output (open drain) 電流検出基準電圧入力端子 reference voltage input 電流検出端子1 (検出ライン) current sense 1 (connect sense resistor) グランド端子 ground 抜きピン unused pin 主電源入力端子 Power supply input モータ出力端子1B Motor output 1B モータ出力端子1B Motor output 1B 電流検出端子1B (パワーライン) Low side current source1B (power line) 19 18 VBB OUT2A OUT2A Sen2A STEP DIR ENABLEn MS1 MS2 MS3 Sen2 GND Sen1A OUT1A OUT1A VBB 1 サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 12 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 8. 内部ブロック図 (Internal block diagram) SLEEPn CPL CPH Sen1 VCP Charge Pump REF DAC PWM Latch OCP STEP NMOS Full Bridge VBB OUT1A DIR OUT1B ENABLEn Filter & Translator MS1 Control Logic Sen1B Sen1A Gate Drive Sen1 NMOS Full Bridge MS2 VBB OUT2A MS3 PWM Latch REF OUT2B OCP DAC Sen2B Sen2A Sen2 Sen2 FLAGn OCP UVLO TSD GND サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 13 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 9. 応用回路例 (Application circuit) C2 VDD CPL LOAD SUPPLY C1 CPH VCP R1 VBB VBB VBB VBB REF CA1 R2 CA2 OUT1A マ イ ク ロ プ ロ セ ッ サ M STEP DIR ENABLEn MS1 MS2 MS3 SLEEPn OUT1B OUT2A OUT2B Sen1A Sen1B Sen1 VDD R3 Sen2A Sen2B Sen2 FLAGn GND Rs2 Cs2 Rs1 Cs1 ☆特に VBB ラインのノイズに注意して下さい。 Care should be taken for transient noise of VBB line. VBB ラインには必ず製品の直近にバイパスコンデンサ CA1 および電解 コンデンサ CA2 を挿入して下さい。可能な限り 4 つある VBB それぞれ に対して、バイパスコンデンサを接続することを推奨します。 The two input capacitors, ceramic capacitor (CA1) and bulk capacitor (CA2) should be placed in parallel, and as close to the device supply pins as possible. Ceramic capacitors to bypass should be placed for each four VBB as possible. CS1/CS2 : 0.1μF/3V CA1 : 0.22μF/100V CA2 : 200μF/100V C1: 0.22μF/100V (X7R) C2 : 0.22μF/100V (X7R) RS1/RS2 : 0.22Ω(3W) R1 : 22kΩ(1/8W) R2 : 15kΩ(1/8W) R3 : 10kΩ(1/8W) 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。 These capacitors (CA1 and CA2) should be placed on the same side of the IC to avoid unnecessarily impedance (including through hole). サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 14 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 ☆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。 Please take care that spike voltage (current) on Rs during current control. 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) If spike voltage is large, please place capacitor (Cs1/Cs2) that have good frequency characteristics to decouple. This capacitor should be placed on the same side of the IC. Capacitor value should be chosen by your PCB condition (typically 0.1uF). ☆GND パターンの引き回しには十分に注意して下さい。 The printed circuit board should use a heavy ground plane. ☆Rs1/Rs2 で使用する抵抗の選定に注意してください。 Please take care that choosing resistor of Rs1/Rs2. 電流検出抵抗値は、負荷電流が最大の条件において Sen 端子電圧が 0.5V 以下となるような値を 選定して下さい。ただし過電流が流れている状態においては、短期間検出端子電圧が 0.5V を超え る可能性があります。このため、電流検出抵抗は電流定格/電圧定格/許容損失を考慮して選定して 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)。 When selecting a value for the sense resistor be sure not to exceed the maximum voltage on the Sen pins of ±0.5V at maximum load. During overcurrent events, this rating may be exceeded for short durations. Therefore, please select current sense resistor considering rated current, rated voltage and power dissipation. We recommend using resistors that have 2x or higher rated wattage compared to actual usage or Rs1/Rs2 (since heat cause resistor value change). ☆R1/R2 の抵抗定数の選定について Choosing R1/R2 resistor value R1/R2/Rs の抵抗値設定にて VDD=5V の条件で約 1.15A(ピーク), VDD=3.3V の条件で約 760mA(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、『10.2 内部 PWM 電流制御 (Internal PWM)』を参照ください。 Peak current will be set as 1.15A@VDD=5V, or 760mA@VDD=3.3V choosing the R1/R2/Rs value in the application schematic. If you want to change output current, please refer to "10.2 内部 PWM 電 流制御 (Internal PWM)". ☆コンデンサ容量の選定について Choosing capacitor value Cs1,Cs2,CA1,CA2 はノイズ除去を目的としたコンデンサになります。 Cs1, Cs2, CA1, CA2 are decoupling capacitors. C1, C2 のコンデンサには、JIS/EIA 規格 Class2 の R 特性 (静電容量変化率±15%)のものを使用 されることを推奨します。 Capacitor values of C1 and C2 should be Class 2 dielectric ±15% maximum, or tolerance R, according to JIS/EIA (Electronic Industries Alliance) specifications. 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、お客様側での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。 You are responsible for choosing the value of these capacitors, please check and verify in your design. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 15 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 ☆コンデンサの耐圧について Voltage rating of capacitors CA1,CA2,C1,C2 のコンデンサの耐圧は、SX7232M (40V 品)をご使用の場合、63V 耐圧品が使 用できます。また、実際にお客様側で使用される電源電圧に応じ、より耐圧の低いコンデンサを選 定することが可能です(50V 品など)。 Voltage rating of CA1, CA2, C1 and C2 can be downgraded to 63V rating if you use SX7232M (40V rating). Also you are able to choose lower voltage rating correspond to actual VBB value you use (e.g. 50V rated capacitor). ☆ 回路定数の選定について Choosing the component value 応用回路例記載の抵抗などの回路定数はあくまで参考例です。すべての定数は、お客様側で十 分評価頂き問題ないことをご確認の上、ご使用下さい。 Component values in application circuit are only for reference. You are responsible for choosing all of the external components. Please check and verify in your design. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 16 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10. デバイス動作 (Device operation) SX7232M/SX7236M 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。内蔵シーケンサにより、モータを尐ない信号線で簡単に制御することができ ます。単一電源動作対応のため、内蔵シーケンサ動作用ロジック電源は不要です。 The SX7232M/SX7236M are complete microstepping motor driver with built-in translator for easy operation with minimal control lines. The SX7232M/SX7236M operate by single power supply and no require external logic supply to drive internal sequencer. 励磁モードは、フルステップ(2 相励磁方式, トルクベクトル一定モード/100%フルトルクモード両 対応)・ハーフステップ(1-2 相励磁方式, トルクベクトル一定モード/100%フルトルクモード両対 応)・4 分割マイクロステップ(W1-2 相励磁方式)・8 分割マイクロステップ(2W1-2 相励磁方式)・ 16 分割マイクロステップ(4W1-2 相励磁方式)に対応しています。 It is designed to operate bipolar stepper motors in full, half, quarter, eighth, sixteenth step modes, include full torque step modes. SX7232M/SX7236M は、内部保護回路としてヒステリシス付過熱保護(TSD)回路、低電圧保護 (UVLO)回路、出力貫通電流防止回路、過電流保護(OCP)回路を有しています。過電流保護回路 は、モータ出力端子の天絡・地絡・ショートに対する過電流を保護します。 Internal circuit protection includes: thermal shutdown with hysteresis, undervoltage lockout (UVLO), crossover-current protection and over-current protection. OCP circuit will protect the IC from short-to-supply, short-to-ground and shorted-load. SX7232M/SX7236M に搭載されている 2 つの H ブリッジ(全て N 型チャネルの FET で構成さ れています)は、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。 The currents in each of the two output full-bridges and all of the N-channel MOSFETs are regulated with fixed-off time PWM (pulse width modulated) control circuitry. 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。 At each step, the current for each full-bridge is set by the value of its external current-sense resistor (RS1 and RS2), a reference voltage (VREF), and the output voltage of its DAC (which in turn is controlled by the output of the translator). 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。 At power-on or reset, the translator sets the DACs and the phase current polarity to the initial Home state. 電流制御モードは両相とも Mixed Decay に設定されます。この Mixed Decay モードにより、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。 The current regulators are to Mixed Decay Mode for both phases. This Mixed Decay Mode improves microstepping performance by reducing the distortion of the current waveform that results from the back EMF of the motor. 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、MS1、MS2 および MS3 のロジック信号によって設定されま す。モータ回転方向は、DIR 端子のロジックにて設定できます。 When a step command signal occurs on the STEP input, the translator automatically sequences the DACs to the next level and current polarity. The microstep resolution is set by the voltage on logic inputs MSx. DIR input determines the direction of rotation of the motor. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 17 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 MS1 MS2 L L H L L H H H L L H L L H H H SX7232M/SX7236M の励磁方式 SX7232M/SX7236M excitation mode selection 分解能 励磁モード MS3 Microstep resolution Excitation mode 2相励磁 L Full Step 2 Phase Full Step(フルトルク) 2相励磁(フルトルク) L Full Step (100% full 2 Phase (100% full torque) torque) L Half Step 1-2相励磁 Half Step(フルトルク) 1-2相励磁(フルトルク) L Half Step (100% full 1-2 Phase (100% full torque) 4分割 W1-2相励磁 H Quarter Step W1-2 Phase 8分割 2W1-2相励磁 H Eighth Step 2W1-2 Phase 16分割 4W1-2相励磁 H Sixteenth Step 4W1-2 Phase H Reset Reset サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 18 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.1. ロジック入力 (Logic input) STEP, DIR, ENABLEn, MS1, MS2, MS3 の入力は 30kΩ(typ)のプルダウン抵抗が内蔵され ており、ヒステリシス付シュミットトリガー+1us(typ)フィルタの入力となっています。外部でロジック電 源にプルアップまたはプルダウンする場合は、内部のプルダウン抵抗値を考慮してください。5kΩ 以下でプルアップ/プルダウンすることを推奨します。 STEP, DIR, ENABLEn, MS1, MS2, MS3 inputs have 30kohms (typ) internal pulldown resistor, filtered by Schmitt trigger and 1us (typ) glitch filter. If logic input pullup/pulldown to external logic supply, please consider internal pulldown resistor value, 30kohms. Recommended pullup/pulldown value to external logic supply is 5kohms or smaller. 10.1.1. Clock 入力 (STEP) STEP 端子の立ち上がりエッジによりシーケンサが動作し、モータの通電電気角を 1step 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。 STEP 端子の 1 立ち上がりエッジで進む電気角の大きさは、MS1、MS2 および MS3 のロジッ クの組み合わせ(励磁モードの選択)で決定されます。 A low-to-high transition on the STEP input sequences the translator and advances the motor one increment. The translator controls the input to the DACs and the direction of current flow in each winding. The size of the increment is determined by the combined state of the MSx inputs. 10.1.2. Direction 入力 (DIR) DIR 端子のロジック入力で、モータの電気角通電方向を決定します。DIR 端子が Low の時、 電気角通電方向は CCW となります。DIR 端子が High の時、電気角通電方向は CW となりま す。実際のモータの CW/CCW の回転方向はモータの結線により変わります。 DIR input determines the direction of step angle of the motor. Actual rotate direction (forward/reverse) of motor will vary with the connection of motor harness. DIR 端子の変化は、次の STEP 信号が入ってきたときに始めて有効となります。STEP 端子 が変化しない場合、DIR 端子を High/Low に切り替えてもモータの電気角通電方向は変わり ません。 Changes to DIR input do not take effect until the next STEP rising edge. 10.1.3. Enable 入力(ENABLEn) ENABLEn 端子のロジック入力で、モータ通電の ON/OFF を切り替えます。ロジックの High 入力で Disable(モータ通電 OFF)、Low 入力で Enable(モータ通電 ON)となります。 ENABLEn 端子入力は出力 MOSFET のみを ON/OFF する機能です。 シーケンサへの入力(STEP, DIR, MS1, MS2, MS3)は、ENABLEn 端子のロジックとは独 立しています。ENABLEn によるモータ通電 OFF 期間であっても、IC はシーケンサへの入力 (STEP, DIR, MS1, MS2, MS3)を受け付けます。 ENABLEn input turns on or off all of the MOSFET outputs. When set to a logic high, the outputs are disabled. When set to a logic low, the internal control enables the outputs as required. The translator inputs STEP, DIR, and MSx, as well as the internal sequencing logic, all remain active, independent of the ENABLEn input state. 例えば、ENABLEn 端子を High の状態で STEP に 5 パルス入力すると、次に ENABLEn 端子を Low にしたときには通電 OFF 直前の電気角から(DIR, MS1, MS2, MS3 で決まる) 5step 分進んだ電気角から通電を開始します。 For example, after five rising edge on STEP pin during ENABLEn=H, translator changed five step (decided by the state of DIR, MS1, MS2, MS3) at next falling edge of ENABLEn. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 19 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.1.4. Microstep Select (MS1/MS2/MS3) MS1、MS2 および MS3 の入力は、励磁方式の選択を行います。 The microstep resolution is set by the voltage on logic inputs MS1, MS2 and MS3. MS1、MS2 および MS3 端子の変化は、次の STEP 信号が入ってきたときに始めて有効となり ます。STEP 端子が変化しない場合、MS1、MS2 および MS3 端子を High/Low に切り替えても モータの励磁方式は変わりません。どの励磁パターンで MSx を切り替えても IC としては問題あり ませんが、モータが追従できないことがあります。『10.10 ステップシーケンス (Step sequence)』 をご参照下さい。 Changes to MSx inputs do not take effect until the next STEP rising edge. You are able to change MSx at any step but motor cannot follow the step (missed step) in some case. Please refer to "10.10 ステップシーケンス (Step sequence)". 10.1.5. リセット (Reset) MS1、MS2 および MS3 端子を全て High とすることで、リセット動作となります。リセット動作 は、シーケンサを Home State に設定し、出力 MOSFET を全て OFF(ハイインピーダンス状 態)にします。リセット動作中、シーケンサは停止しており、STEP, DIR, ENABLEn 入力はリセ ットが解除されるまで無視されます。また、リセット動作は OCP によるラッチオフ状態の解除にも 使用することができます。 The high input to MS1, MS2 and MS3 pins sets the translator to a predefined Home state and turns off all of the FET outputs. All STEP, DIR, ENABLEn inputs are ignored until emerging from reset. Reset signal can be also used to release from latch-off condition by over current protection. 本 IC にはパワーオンリセット機能が内蔵されておりますので、通常使用においては電源投入 時に特別に MSx によるリセットを行う必要はありません。例えば、STEP パルス入力数を元に電 気角位置を推測しているモータのオープンループ制御において脱調した際などに、本リセット 機能を使用してください。 The IC has power-on reset function, so you do not have to use reset function by MSx when power up sequence in general use. You are encouraged to use this reset function when you estimate electrical angle of motor from STEP pulse count at open loop control. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 20 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.2. 内部 PWM 電流制御 (Internal PWM) 2 つの H ブリッジは、それぞれ独立した固定 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。 Each full-bridge is controlled by a fixed-off time PWM current control circuit that limits the load current to a desired value, Itrip. 最初に、対角に位置する Sink と Source の MOSFET が ON となり、電流がモータを通って 電流検出抵抗 RS に流れます。電流検出抵抗による電圧降下が 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 ラッチがリセットされます。 Initially, a diagonal pair of source and sink MOSFETs outputs are enabled and current flows through the motor winding and the current sense resistor, Rs. When the voltage across Rs equals the DAC output voltage, the current sense comparator resets the PWM latch. その後、固定 OFF 時間の間電流回生が行われ、まず Sink と Source のドライバが OFF とな ります(Fast Decay 回生)。本 IC は PWM 周波数固定型ではなく、PWM の OFF 時間固定 型で電流制御を行っています。 The latch then turns off sink and source FETs (Fast Decay mode). PWM function is not determined by "fixed-frequency" type but "fixed-off time" type. 電流制限の最大値は RS と REF 端子に入力された電圧と IC 内部に設定された分割比およ び DAC の出力により決定されます。 The maximum value of current limiting is set by the selection of RS, the voltage at the REF pin and the DAC output. V Itrip REF 8 RS DAC % 100 VREF:REF 端子入力電圧 (reference input voltage) [V] Rs:電流検出抵抗値 (sense resistor value) [Ω] DAC%: 『10.10 ステップシーケンス (Step sequence)』参照 [%] Sen 電圧の定格である±0.5V は超えないようにしてください。 It is critical that the maximum rating (±0.5 V) on the Sen pins is not exceeded. 10.2.1. REF 入力 (REF input) 内部 PWM 電流制御の電流値を決めるために、REF 端子にアナログ電圧を入力します。REF 端 子は高入力抵抗のアナログ入力端子となっていますのでオープンでは使用せず、必ず所定の電位 に固定してください。REF 端子の入力電圧範囲は 0V~4V となっています。絶対最大定格は 5V で すが、4V を越える電圧は入力しないで下さい。ただし REF 端子電圧が 0V 付近の場合、DAC の 精度が低下し出力電流の精度も低下するため、REF 端子電圧は 1V 以上での使用を推奨します。 ENABLEn が Low でモータ通電 ON 状態の場合、REF 電圧を 0V にしても固定 OFF 時間によ る内部 PWM 電流制御が機能します。すなわち、IC は PWM ブランキング時間 ⇔ 固定 OFF 時 間を繰り返し、モータ電流を完全にゼロにすることはできません。モータ通電を OFF させたい場合、 REF を 0V にするのではなく、ENABLEn 端子を High にしてください。 サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 21 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 The maximum value of current limiting is set by the selection of sense resistor and the voltage at the REF pin. REF pin is analog input with high impedance. Please do NOT leave the pin open, tie to defined value. REF input voltage range is from 0V to 4V. Please do not input over 4V to REF though absolute maximum rating is 5V. If near of 0V, DAC accuracy becomes low and output current accuracy also becomes low. Therefore, recommended value at REF pin is 1V or higher. During motor operate (ENABLEn=L), if you set REF voltage 0V, IC remain internal PWM current control with fixed-off time. IC will operate PWM blanking time ⇔ fixed-off time repeatedly and motor current cannot be zero. If you want to disable motor operation completely, ENABLEn pin should be high but REF=0V. 10.2.2. PWM Blanking 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 の誤検知を防ぐため、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。この時間を『PWM ブランキング時間(tblank)』と呼びます。 This function blanks the output of the current sense comparators when the outputs are switched by the internal current control circuitry. The comparator outputs are blanked to prevent false overcurrent detection due to reverse recovery currents of the clamp diodes, and switching transients related to the capacitance of the load. This time is called "PWM blanking time (tblank)". PWM ブランキング時間は IC 内部で約 2us に設定されており、変更することはできません。 The PWM blanking time is internally set to 2us, user cannot change the time. tblank = 2μs サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 22 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.2.3. 電流回生について (Current decay mode) IC が固定 OFF 時間の間、負荷電流は Mixed Decay にて電流回生を行います。固定 OFF 時間 は IC 内部で約 30us に設定されており、変更することはできません。 The IC regulates output current by Mixed Decay mode during the fixed-off time. The fixed-off time is internally set to 30us, user cannot change the time. 電流回生時には、低損失の同期整流機能が動作します。同期整流の特徴は、電流回生期間に電 流が流れる MOSFET を ON させることです。つまり、同期整流期間中は MOSFET のボディダイオー ドで電流を回生する代わりに、低 ON 抵抗である MOSFET 自身に電流を流します。これにより IC の 損失を低減させることができます。電流回生の際出力電流が逆方向に流れることを防ぐため、出力 電流が 0 になることを検知して同期整流は自動的に OFF します。 When a PWM-off cycle is triggered by an internal fixed-off time cycle, load current recirculates according to the mixed decay mode with synchronous rectification. This synchronous rectification feature turns on the appropriate MOSFETs during current decay, and effectively shorts out the body diodes with the low MOSFET RDS(ON). This reduces power dissipation significantly. Synchronous rectification turns off when the load current approaches zero (0A), preventing reversal of the load current. Mixed Decay 動作においては、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、 固定 OFF 時間の 30%の期間(=9us) Fast Decay にて出力電流の回生を行います。Fast Decay が終 了すると、残り 70%(=21us)の固定 OFF 時間を Slow Decay にて電流回生を行います。 During Mixed decay, when the trip point is reached, the IC initially goes into a Fast Decay mode for 30% of the fixed-off time (=9us) . After that, it switches to Slow Decay mode for the remainder of the fixed-off time (=21us). Current 下記にモータ出力電流イメージを示します。 A timing diagram for this feature appears below. Iout 0 ブランキング時間 blanking time 2us Itrip(actual) 拡大 enlargement Time 固定OFF時間 fixed-off time 30us Itrip(setting) PWM ON期間 Iout Fast Decay 9us Slow Decay 21us Senx (internal) サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 23 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.3. 各種保護機能 (Internal protections) 各種保護機能によりアブノーマル状態における製品破壊を極力防ぐ設計を行っておりますが、保 護機能により製品破壊を防ぐ保証は出来ません。セット設計においては、極力アブノーマル状態が 発生しないよう考慮願います。 The IC has many protection circuitries not to be broken as possible, but we cannot guarantee that IC does not breakdown at all abnormal conditions by these protections. Therefore, please minimize abnormal conditions as possible at the stage of your design. 10.3.1. 過電流保護 (Over current protection) 過電流保護回路は、以下のモードに対してデバイスを保護します。 To protect the IC, internal over current protection circuit triggered by: 負荷端子ショートモード Shorted-Load 出力天絡モード Shorted-to-Supply 出力地絡モード Shorted-to-Ground デバイスが過電流保護を検知すると、両 H ブリッジともシャットダウンしラッチオフとなります。シャッ トダウン状態から解除するためには、電源の再投入もしくはスリープ/リセット状態からの復帰が必要と なります。 In the case of OCP event, both bridges will remain disabled (latched) until the SLEEPn input goes high or emerging from reset condition or VBB power is removed. 10.3.2. 低電圧保護 (Under voltage lock out) IC 内部では、内部電圧レギュレータ、チャージポンプ電圧を監視しており、異常な低電圧状態が 解除されるまで、デバイスの出力 MOSFET を全て OFF(ハイインピーダンス状態)にします。 Internal regulator and charge pump voltage are monitored, the UVLO (under voltage lockout) circuit disables the MOSFETs outputs until the fault conditions are removed. 電源立ち上げ時およびVBB低電圧時には、UVLO回路により出力がハイインピーダンス(出力 OFF)状態となり、シーケンサはホームポジションにリセットされます。ただしFLAGn出力で見た場合、 主電源電圧が低い状態ではFLAGnのオープンドレイン出力を駆動するゲート電圧が不完全となり、 正しくUVLO診断結果を出力しない場合がありますので、ご注意ください。 At power-on and low VBB voltage, the UVLO (under voltage lockout) circuit disables the MOSFETs outputs and resets the translator to the Home state. When VBB is low, UVLO diagnostic by FLAGn may not be stabled since the internal gate voltage to drive open drain output may not be stabled. 10.3.3. 過熱保護 (Thermal shutdown) 本製品には自己復帰タイプの過熱保護(TSD)機能を内蔵しています。 This IC has internal thermal shutdown (TSD) circuitry with self restart. 本製品の内部構成はマルチチップ構成(制御用 IC×1,MOSFET×8)となっています。実際に 温度を検知する回路は制御用 IC になります。主な発熱源である MOSFET とは距離があるため 熱の伝達が遅れます。このため、急激な温度変化には追従できません。また、この機能は定常的 に動作させて使用するものではありませんので、この機能が動作しないよう熱設計を行ったうえで、 使用してください。 サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 24 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 This IC is consist of multi-chip (control IC×1, MOSFET×8). Although major heat source are MOSFETs, temperature detect circuit is in control IC. Therefore, TSD function cannot follow rapid change of temperature. This function can’t be used in normal operation. Please verify thermal calculation to avoid entering this function in your design. 制御用 IC の内部温度が約 140℃(typ)に達すると、ドライバは過熱保護温度と判断し、フルブリ ッジの出力 MOSFET を全て OFF(ハイインピーダンス状態)にします。過熱保護温度検出後、制 御用 IC 温度が約 20℃下がると、ドライバは動作を再開します。 If the control die temperature increases to approximately 140°C, both full bridge outputs will be disabled until the internal temperature falls below a hysteresis, TJTSDHYS, of 20°C. 10.3.4. フラグ出力 (Flag output) FLAGn 端子により、IC の保護機能作動有無をマイコン等のコントローラ側にフィードバックするこ とが出来ます。FLAGn 端子はオープンドレイン出力で、上述の過電流保護、低電圧保護、過熱保 護が働いているときに Low を出力します。ただし、スリープモードにおいては内部レギュレータが OFF するためオープンドレイン出力は High となります。 FLAGn is diagnostic output (protection circuit triggered or not) to feedback to system such as microcontroller. FLAGn is open drain output. The open drain FLAGn output signal goes low if at least one of protection circuit (OCP, UVLO, TSD) is triggered. During sleep mode, the open drain output goes high since internal regulator shutdown. 主電源電圧が低い状態では内部回路の動作が不完全となって正しい診断結果を出力しない場合 がありますので、ご注意ください。 Please take care for FLAGn output due to the internal circuit may not be stabled when VBB is low. FLAGn 端子は絶対に VBB/VDD 等電源に直接プルアップしないで下さい。絶対最大定格に記 載している端子の定格電圧/定格電流を超えないように注意してください。通常使用において FLAGn に流れ込む電流は消費電力を上げる要因の 1 つとなりますので、プルアップ抵抗値は 5k Ω程度以上を使用されることを推奨します。 Tied to VBB or VDD of FLAGn pin will cause IC broken. Please take care that rated voltage and rated current that shown at absolute maximum ratings. Recommended resistance is 5kΩ or higher as FLAGn pull-up resistor since FLAGn sink current is one of cause to raise power consumption in general condition. フラグ出力機能を使用しない場合、FLAGn 端子はオープンで使用してください。 If you do not use diagnostic signal, please leave FLAGn pin open. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 25 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.4. スリープモード (Sleep mode) スリープモードは消費電力を低減させます。SLEEPn 端子に Low を入力することによってスリ ープモードとなります。 A logic low on the SLEEPn pin puts the IC into sleep mode that minimizes power consumption. また、スリープ状態においては、H ブリッジ出力、内部レギュレータ、チャージポンプを含め、内 部回路の多くが停止となります。この時、FLAGn 端子は High を出力します。SLEEPn 端子に 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。 Entering Sleep mode disables much of the internal circuitry including the output FETs, current regulator, and charge pump. During sleep mode, FLAGn pin output is high. A logic high on the SLEEPn pin allows normal operation, as well as start-up (at which time the IC drives the motor to the Home position). SLEEPn 端子に 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 除後は内部回路安定動作のため、モータ通電を開始するまで 1msec 待つ必要があります。こ の 1msec という時間は、チャージポンプに使用するコンデンサ容量が 0.22uF の時の値であり、 これより大きい容量のコンデンサを使用する場合には 1msec より長くなる可能性があります。 A logic high on the SLEEPn pin allows normal operation. When emerging from Sleep mode, in order to allow the internal circuitry to stabilize, provide a delay of 1 ms before issuing a motor rotate command. This “1 ms” is rated when using 0.22uF for charge pump circuit. If you use larger capacitor than 0.22uF, stabilize time may be longer than 1ms. SLEEPn 端子には 30kΩ(typ)のプルダウン抵抗が内蔵されておりますが、ヒステリシスのな いロジック入力となっております。外部より SLEEPn 端子に入力する信号のノイズに十分注意し てください。 SLEEPn pin has internal 30kohms (typ) pulldown resistor, but is CMOS logic input WITHOUT hysteresis. You should take care external noise not to malfunction. 10.5. チャージポンプ(charge pump, CPL&CPH) 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 H ブリッジのハイサ イド側 MOSFET を駆動します。 The charge pump is used to generate a gate supply greater than that of VBB for driving the source-side MOSFET gates. CPH-CPL 間および VCP-VBB 間に 0.22μF のセラミックコンデンサを装着してください。これら のコンデンサには、JIS/EIA 規格 Class2 の R 特性 (静電容量変化率±15%)のものを使用され ることを推奨します。なお CPH-CPL 間には VBB と同等の電圧が加わりますので、コンデンサの 耐圧に注意して下さい。 A 0.22μF ceramic capacitor should be connected between CPH and CPL. In addition, a 0.22 μF ceramic capacitor is required between VCP and VBB, to act as a reservoir for operating the high-side MOSFET gates. Capacitor values should be Class 2 dielectric ±15% maximum, or tolerance R, according to JIS/EIA (Electronic Industries Alliance) specifications. You should take care that the breakdown voltage of the capacitor between CPH to CPL due to the voltage on the capacitor is the same as that of VBB. 通常動作時には、VCP 端子は主電源(VBB)より 7V 程度高い電位状態になります。ただし チャージポンプ回路起動直後は VBB 端子より 1~1.5V 程度低い電圧となることがあります。 The voltage of VCP pin is greater than that of VBB pin by approximately 7V. However, in start-up conditions, the voltage of VCP pin may below that of VBB by approximately 1 to 1.5V. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 26 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.6. 電源シーケンス (Power-on sequence) ロジック入力および電源(VBB)の立ち上げ、立ち下げに際し特別なシーケンスは必要ありま せん。ロジック入力が入力されたままの電源(VBB)ON/OFF 動作、ロジック入力がされる前の 電源(VBB)ON/OFF 動作をされても問題ありません。 Special power-on/off sequence is NOT required. It's no problem that input logic voltage when VBB is OFF and VBB is on when no logic inputs. 10.7. モータのホールドについて (Hold motor) モータ通電 ON 期間中(ENABLEn=Low)に STEP 入力を High または Low 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、『10.10 ステッ プシーケンス (Step sequence)』をご確認ください。 If you want to hold a motor, please tie to High or Low of STEP input during motor operation (ENABLEn=Low). Considering hold state, please refer to "10.10 ステップシーケンス (Step sequence)". 10.8. Timing Requirements (Ta=+25℃、チャージポンプ用コンデンサ 0.22uF 使用、論理レベルは 5V と GND です) (Ta=+25℃,0.22uF for charge pump circuit, logical level is 5V and 0V) SLEEPn ENABLEn tF tE tB STEP tA MSx or DIR tC 期間 Time duration STEP最小パルス幅(High) STEP mimimum High pulse width STEP最小パルス幅(Low) STEP mimimum Low pulse width セットアップ時間 Setup time, input change to STEP ホールド時間 Hold time, input change to STEP 解除時セットアップ時間 Setup time, input change to STEP スリープ復帰時間 Wake-up from SLEEP tD 記号 Symbol Typ 単位 Units tA 2 us tB 2 us tC 500 ns tD 500 ns tE 5 us tF 1 ms Timing Requirements を守らない場合、所望の励磁モードにならない、励磁 Step が進まない等 の影響が出ます。ただし、そのことにより IC が劣化・破壊することはありません。 Reneging on Timing Requirements will cause malfunction and missed step or so. But this reneging does NOT cause degradation or break of IC. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 27 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.9. 真理値表 (Truth table) 真理値表 Truth table DIR ENABLEn MS1/MS2/MS3 SLEEPn OUTxA OUTxB Function スリープモード Sleep mode リセットモード Reset ディスエーブルモード Disable X X X L Hi-Z Hi-Z X X All H H Hi-Z Hi-Z X H H Hi-Z Hi-Z H L H ※ ※ CW(Forward) L L H ※ ※ CCW(Reverse) All H以外 except All H All H以外 except All H All H以外 except All H X=Don't Care ※ シーケンサのStep Noによる reference to Step# on translator サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 28 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.10. ステップシーケンス (Step sequence) ステップシーケンス表 (Step sequence table) Full Half W1-2 2W1-2 4W1-2 OUT1 OUT2 Step Angle Step Step Step Step Step DAC% DAC% (°) 0 0 0 0 100% 0% 0.0 1 100% 10% 5.7 2 2 98% 20% 11.5 3 96% 29% 16.8 4 4 4 92% 38% 22.4 5 88% 47% 28.1 6 6 83% 56% 34.0 7 77% 64% 39.7 8 8 8 8 8 71% 71% 45.0 9 64% 77% 50.3 10 10 56% 83% 56.0 11 47% 88% 61.9 12 12 12 38% 92% 67.6 13 29% 96% 73.2 14 14 20% 98% 78.5 15 10% 100% 84.3 16 16 16 16 0% 100% 90.0 17 -10% 100% 95.7 18 18 -20% 98% 101.5 19 -29% 96% 106.8 20 20 20 -38% 92% 112.4 21 -47% 88% 118.1 22 22 -56% 83% 124.0 23 -64% 77% 129.7 24 24 24 24 24 -71% 71% 135.0 25 -77% 64% 140.3 26 26 -83% 56% 146.0 27 -88% 47% 151.9 28 28 28 -92% 38% 157.6 29 -96% 29% 163.2 30 30 -98% 20% 168.5 31 -100% 10% 174.3 Full Half W1-2 2W1-2 4W1-2 OUT1 Step Step Step Step Step DAC% 32 32 32 32 -100% 33 -100% 34 34 -98% 35 -96% 36 36 36 -92% 37 -88% 38 38 -83% 39 -77% 40 40 40 40 40 -71% 41 -64% 42 42 -56% 43 -47% 44 44 44 -38% 45 -29% 46 46 -20% 47 -10% 48 48 48 48 0% 49 10% 50 50 20% 51 29% 52 52 52 38% 53 47% 54 54 56% 55 64% 56 56 56 56 56 71% 57 77% 58 58 83% 59 88% 60 60 60 92% 61 96% 62 62 98% 63 100% OUT2 Step Angle DAC% (°) 0% 180.0 -10% 185.7 -20% 191.5 -29% 196.8 -38% 202.4 -47% 208.1 -56% 214.0 -64% 219.7 -71% 225.0 -77% 230.3 -83% 236.0 -88% 241.9 -92% 247.6 -96% 253.2 -98% 258.5 -100% 264.3 -100% 270.0 -100% 275.7 -98% 281.5 -96% 286.8 -92% 292.4 -88% 298.1 -83% 304.0 -77% 309.7 -71% 315.0 -64% 320.3 -56% 326.0 -47% 331.9 -38% 337.6 -29% 343.2 -20% 348.5 -10% 354.3 赤枠の箇所が、Home Position です。電源起動直後、スリープ解除直後およびリセット解除直後 のシーケンサは Home Position からスタートします。Full Step および Half Step のフルトルク時、 ピンク背景箇所の DAC%は 100%(-100%)となります。 Step#8 is Home Position. IC starts at Home Position at startup, emerging from sleep and emerging from reset. DAC% in pink highlighted is 100%(-100%) if select "100% Full Torque Mode". DIR=High 時は Step No.上昇方向、DIR=Low 時は Step No.減尐方向にシーケンサが動作しま す。 Internal translator operate as Step# increase if DIR=H, step# decrease if DIR=L. 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、DIR 端子で指定した回転方向に 沿った、一番近いポジションに移行します。 If excitation mode is changed from high resolution to low resolution, step position will go to nearest position compared to previous position according to the direction on DIR pin. 例えば 2W1-2 相励磁で 10 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 24 番に、CCW であれば 2 相励磁の 8 番に移行します。 If IC is in step #10 and change to full step mode, rising edge on STEP will result to #24 when DIR=H and rising edge on STEP will result to #8 when DIR=L. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 29 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 下記に励磁モードを移行した際の事例を示します。 Please refer to the example below regarding changing excitation mode. 励磁モードを移行した際の事例 Example of change of excitation mode DIR=H(CW)の時 DIR=L(CCW)の時 Full Half W1-2 2W1-2 4W1-2 OUT1 OUT2 Step Angle Full Half W1-2 2W1-2 4W1-2 OUT1 OUT2 Step Angle Step Step Step Step Step DAC% DAC% (°) Step Step Step Step Step DAC% DAC% (°) 0 0 0 0 100% 0% 0.0 0 0 0 0 100% 0% 0.0 1 100% 10% 5.7 1 100% 10% 5.7 2 2 98% 20% 11.5 2 2 98% 20% 11.5 3 96% 29% 16.8 3 96% 29% 16.8 4 4 4 92% 38% 22.4 4 4 4 92% 38% 22.4 5 88% 47% 28.1 5 88% 47% 28.1 6 6 83% 56% 34.0 6 6 83% 56% 34.0 7 77% 64% 39.7 7 77% 64% 39.7 8 8 8 8 8 71% 71% 45.0 8 8 8 8 8 71% 71% 45.0 9 64% 77% 50.3 9 64% 77% 50.3 10 10 56% 83% 56.0 10 10 56% 83% 56.0 Step 入力 11 47% 88% 61.9 11 47% 88% 61.9 Step input 12 12 12 38% 92% 67.6 12 12 12 38% 92% 67.6 13 29% 96% 73.2 13 29% 96% 73.2 14 14 20% 98% 78.5 14 14 20% 98% 78.5 15 10% 100% 84.3 15 10% 100% 84.3 16 16 16 16 0% 100% 90.0 16 16 16 16 0% 100% 90.0 17 -10% 100% 95.7 17 -10% 100% 95.7 Step 入力 18 18 -20% 98% 101.5 18 18 -20% 98% 101.5 Step input 19 -29% 96% 106.8 19 -29% 96% 106.8 20 20 20 -38% 92% 112.4 20 20 20 -38% 92% 112.4 21 -47% 88% 118.1 21 -47% 88% 118.1 22 22 -56% 83% 124.0 22 22 -56% 83% 124.0 23 -64% 77% 129.7 23 -64% 77% 129.7 24 24 24 24 24 -71% 71% 135.0 24 24 24 24 24 -71% 71% 135.0 25 -77% 64% 140.3 25 -77% 64% 140.3 26 26 -83% 56% 146.0 26 26 -83% 56% 146.0 27 -88% 47% 151.9 27 -88% 47% 151.9 28 28 28 -92% 38% 157.6 28 28 28 -92% 38% 157.6 29 -96% 29% 163.2 29 -96% 29% 163.2 30 30 -98% 20% 168.5 30 30 -98% 20% 168.5 31 -100% 10% 174.3 31 -100% 10% 174.3 上記例で分かるように、励磁モードを切り替えるポイントによって電気角の移動量が異なります。 アプリケーションによっては励磁モードの切り替えポイントでモータが追従できずに振動や音が発生 する可能性があります。励磁モード切替時のモータの振動・音を低減したい場合、励磁モードの切り 替えは前頁のステップシーケンス表における『全ての励磁モードで通過するポイント』、すなわち『励 磁ポジション 8, 24, 40, 56 の箇所』で行うことを推奨します。 According to example image above, movement size of step angle varied by the previous state of step#. In some applications, large difference of movement size of step angle will cause motor vibrate or sound due to missed step. To minimize motor vibration or sound, changing excitation mode should be at step position #8, 24, 40, 56 of step sequence table on previous page. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 30 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.11. 各励磁モードでの動作 (Operation in each excitation mode) 本製品は、 ・ フルステップ(2 相励磁方式, トルクベクトル一定モード/100%フルトルクモード両対応) ・ ハーフステップ(1-2 相励磁方式, トルクベクトル一定モード/100%フルトルクモード両対応) ・ 4 分割マイクロステップ(W1-2 相励磁方式) ・ 8 分割マイクロステップ(2W1-2 相励磁方式) ・ 16 分割マイクロステップ(4W1-2 相励磁方式) に対応しています。 This IC can use 7 excitation modes below: ・Full Step (2 Phase excitation, Constant Torque Vector Mode & 100% Full Torque Mode) ・Half Step (1-2 Phase excitation, Constant Torque Vector Mode & 100% Full Torque Mode) ・Quarter Step (W1-2 Phase excitation) ・Eighth Step (2W1-2 Phase excitation) ・Sixteenth Step (4W1-2 Phase excitation) サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 31 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.11.1. 2 相励磁 (トルクベクトル一定モード, Full step with constant torque vector) DIR=H 時 MS1=MS2=MS3=L ※ 各相の出力電流は Itrip の 71%に設定され、出力電流のベクトル合成値(トルクベクトル長)が 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。 Output current of both bridge are controlled as 71% of Itrip(max). As a result, combination of vector (torque vector length) of output current will be 100% in all steps. ※ OUTA→OUTB に電流が流れている時をプラスとしています。 Positive current is defined as from OUTA to OUTB. ※ DAC の%値は Typ 値です。 DAC %values are nominal value. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 32 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.11.2. 2 相励磁 (100%フルトルクモード, Full step with 100% full torque) DIR=H 時 MS1=H, MS2=MS3=L ※ OUTA→OUTB に電流が流れている時をプラスとしています。 Positive current is defined as from OUTA to OUTB. ※ DAC の%値は Typ 値です。 DAC %values are nominal value. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 33 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.11.3. 1-2 相励磁 (トルクベクトル一定モード, Half step with constant torque vector) DIR=H 時 MS1=L, MS2=H, MS3=L ※ 各相の出力電流は Itrip の 71%に設定され、出力電流のベクトル合成値(トルクベクトル長)が 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。 Output current of both bridge are controlled as 71% of Itrip(max). As a result, combination of vector (torque vector length) of output current will be 100% in all steps. ※ OUTA→OUTB に電流が流れている時をプラスとしています。 Positive current is defined as from OUTA to OUTB. ※ DAC の%値は Typ 値です。 DAC %values are nominal value. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 34 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.11.4. 1-2 相励磁 (100%フルトルクモード, Half step with 100% full torque) DIR=H 時 MS1=MS2=H, MS3=L ※ OUTA→OUTB に電流が流れている時をプラスとしています。 Positive current is defined as from OUTA to OUTB. ※ DAC の%値は Typ 値です。 DAC %values are nominal value. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 35 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.11.5. W1-2 相励磁 (W1-2 Phase) DIR=H 時 MS1=MS2=L, MS3=H ※ OUTA→OUTB に電流が流れている時をプラスとしています。 Positive current is defined as from OUTA to OUTB. ※ DAC の%値は Typ 値です。 DAC %values are nominal value. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 36 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.11.6. 2W1-2 相励磁 (2W1-2 Phase) DIR=H 時 MS1=H, MS2=L, MS3=H ※ OUTA→OUTB に電流が流れている時をプラスとしています。 Positive current is defined as from OUTA to OUTB. ※ DAC の%値は Typ 値です。 DAC %values are nominal value. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 37 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 10.11.7. 4W1-2 相励磁 (4W1-2 Phase) DIR=H 時 MS1=L, MS2=MS3=H ※ OUTA→OUTB に電流が流れている時をプラスとしています。 Positive current is defined as from OUTA to OUTB. ※ DAC の%値は Typ 値です。 DAC %values are nominal value. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 38 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 11. 動作波形図 (Operating wave example) 本動作波形図は弊社所有のモータにて取得した一例であり、お客様に対し下記に示す動作波形 図と同一の特性を保証するものではありません。 Operating waveforms below are captured using a motor that Sanken own and only for your reference information. We cannot ensure completely same characteristics as below in your conditions. 条件:VBB=24[V], Rs=0.12[Ω], Itrip=2.2[A] Conditions:VBB=24[V], Rs=0.12[Ω], Itrip=2.2[A] 2 相励磁 (トルクベクトル一定モード) MS1=MS2=MS3=L Full step excitation (Constant torque vector mode) MS1=MS2=MS3=L STEP OUT1A 電流 STEP OUT1A 電流 OUT2A 電流 STEP OUT1A 電流 Sen1 Sen1 Sen2 OUT1A OUT1B サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 39 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 2 相励磁 (100%フルトルクモード) MS1=H, MS2=MS3=L Full step excitation (100% full torque mode) MS1=H, MS2=MS3=L STEP OUT1A 電流 STEP OUT1A 電流 OUT2A 電流 STEP Sen1 Sen2 OUT1A 電流 Sen1 OUT1A OUT1B サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 40 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 1-2 相励磁 (トルクベクトル一定モード) MS1=L, MS2=H, MS3=L Half step excitation (Constant torque vector mode) MS1=L, MS2=H, MS3=L STEP OUT1A 電流 STEP OUT1A 電流 OUT2A 電流 STEP Sen1 Sen2 OUT1A 電流 Sen1 OUT1A OUT1B サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 41 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 1-2 相励磁 (100%フルトルクモード) MS1=MS2=H, MS3=L Half step excitation (100% full torque mode) MS1=MS2=H, MS3=L STEP OUT1A 電流 STEP OUT1A 電流 OUT2A 電流 STEP Sen1 Sen2 OUT1A 電流 Sen1 OUT1A OUT1B サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 42 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 W1-2 相励磁 MS1=MS2=L, MS3=H W1-2 phase excitation MS1=MS2=L, MS3=H STEP OUT1A 電流 STEP OUT1A 電流 OUT2A 電流 STEP Sen1 Sen2 OUT1A 電流 Sen1 OUT1A OUT1B サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 43 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 2W1-2 相励磁 MS1=H, MS2=L, MS3=H 2W1-2 phase excitation MS1=H, MS2=L, MS3=H STEP OUT1A 電流 STEP OUT1A 電流 OUT2A 電流 STEP Sen1 Sen2 OUT1A 電流 Sen1 OUT1A OUT1B サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 44 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 4W1-2 相励磁 MS1=L, MS2=MS3=H 4W1-2phase excitation MS1=L, MS2=MS3=H STEP STEP OUT1A 電流 OUT1A 電流 OUT2A 電流 STEP OUT1A 電流 Sen1 Sen1 OUT1A Sen2 OUT1B Mixed Decay 電流波形 (拡大) Mixed Decay current waveform (enlargement) Sen1 OUT1A サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 45 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 12. アプリケーション (Applications) 12.1. 参考基板レイアウト (PCB 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。 The printed circuit board should use a heavy ground plane. For optimum electrical and thermal performance, the IC must be soldered directly onto the board. 電源供給端子(VBB 端子)は電解コンデンサ(100uF 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。 The load supply pin, VBB, should be decoupled with an electrolytic capacitor (typically >100 μF) placed as close as practicable to the device. 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、ロジック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。 To avoid problems due to capacitive coupling of the high dv/dt switching transients, route the bridge-output traces away from the sensitive logic-input traces. Always drive the logic inputs with a low source impedance to increase noise immunity. 12.2. 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(13,31 番端子)はパッケ ージの外部(PCB 上)で接続するようにしてください。 A star ground should be located as close to the IC as possible. Two GND pins (#13 and #31 pin) should be shorted together externally on PCB. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 46 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 12.3. 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。 In order to minimize the effects of ground bounce and offset issues, it is important to have a low impedance single-point ground, known as a star ground, located very close to the device. また、配線はなるべく太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。 Copper route should be thick and short as possible. For low-value sense resistors the IR drops in the PCB sense resistor’s traces can be significant and should be taken into account. 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。 The use of sockets should be avoided as they can introduce variation in RS due to their contact resistance. 12.4. その他の注意事項 (Notice) 本製品は、入力端子に MOS 回路を使用していますので、以下の内容に注意して下さい。 This driver has MOS inputs. Please notice as following contents. ・ 静電気の発生しやすいときには、室内の湿度の管理を十分に行って下さい。特に冬期は静電気 が発生しやすいので、十分な注意が必要です。 When static electricity is a problem, care should be taken to properly control the room humidity. This is particularly true in the winter when static electricity is most troublesome. ・ 静電気が IC に印加されないように入力端子などからの配線やアッセンブル順序に注意して下さ い。プリント基板の端子などを短絡して同電位にする配慮も必要です。 Care should be taken with device leads and with assembly sequencing to avoid applying static charges to IC leads. PC board pins should be shorted together to keep them at the same potential to avoid this kind of trouble. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 47 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 13. 弊社評価ボードについて (Evaluation board) 13.1. 回路図 (schematic) SX723xM Evaluation Board Ver.2.0 回路図 VDD 0.22u (X7R) 0.22u (X7R) VBB C2 R10 10k CD1 0.1u R1 22k VREF CPL C1 CPH REF C3 0.1u R2 15k SLPn VCP VBB VBB VBB VBB CA11 0.1u CA1 0.1u CC1 100u SLEEPn STEP (PH1) STEP (PH1) DIR (I01) DIR (I01) VDD ENBn (I11) ENABLEn (I11) MS1 (PH2) MS1 (PH2) MS2 (I02) MS2 (I02) MS3 (I12) MS3 (I12) 2k FLAGn O/1A OUT1B O/1B OUT2A O/2A OUT2B O/2B Sen1A Sen1B Sen1 R3 J3 OUT1A CS1 0.1u Sen2A Sen2B Sen2 LED FLAGn GND CS2 0.1u J2 J1 RS1 0.24Ω RS2 0.24Ω 回路図に記載している部品定数は一例です。 弊社から提供する評価ボードの部品定数は、部品在庫状況により変更することがありますので、 必ず実物をご確認の上ご使用下さい。 Component value are only for reference. Actual component value will vary with this schematic, please check actual value on finished board. 13.2. 基板仕様 (PCB specifications) 材質 (Material):FR-4 銅箔厚 (Copper thickness):70um (2oz) PCB 厚 (Board thickness):1.6mm 層数 (Copper layers):2 層(両面) / 2 layers (double sided) サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 48 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 14. 半田耐熱について (Soldering) 14.1. リフロー半田付け (reflow soldering) 推奨リフロー半田付け温度プロファイル Recommended reflow profile temp. ramp up rate : 3℃/s max. temp. ramp down rate : 6℃/s max. 245℃ over time 20sec typical 250 245 ケース温度 [℃] Temperature of case 217 200 217℃ over time 60sec typical 150 Pre-heating period 60~126sec Temperature rise slope 3℃/s max 25 t 25℃ to Peak 245sec typical 時間 [sec] Time 実装回数:2 回以内 Reflow frequency:up to 2 times 14.2. フロー半田付け (半田槽ディップ, Flow ; Dip soldering) 不可。 Not acceptable. 注) 半田槽ディップ(半田槽への全面浸漬)は、熱衝撃が大きくパッケージ・クラックを引き起こすこ とがありますので、半田槽ディップによる半田付けはできません。 Note: Since the dip soldering cause the package crack due to the heat shock, the device is not acceptable for dip soldering. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 49 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 14.3. 手半田付け (半田ごてによる加熱半田付け, Manual soldering) 半田ごて温度: 350℃ max Iron temperature: 350 degrees max 加熱時間 : 1 ピン当り 3 秒 max (但し、同時多ピン加熱半田付け不可) Time: 3 seconds max per pin (The device is not acceptable for manual soldering with many pins at the same time) 注) 手付半田法では、同時の複数ピン加熱は不可となります。1 ピン毎に冷却時間をおきながら半 田ごてにて加熱半田付けをして下さい。また、半田ごては、こて先が十分に細くかつクリーニングさ れており、また、温度コントロール機能を有しており、静電気対策のされているものを使用する必要 があります。 Note: The device is not acceptable for manual soldering with many pins at the same time. Please solder each pin with interval to keep the device cool. Soldering iron should have its fine and cleaned tip, and it should have the thermal control function, and it should be protected from static electricity. 15. 保管上の注意事項 (Cautions for storage) ☆ テーピング品の保管に際しては、直射日光を避けてください。 本製品は、Moisture Sensitivity Level 3 (IPC/JEDEC J-STD-020D に準拠)であり、開封後の 保管基準は 30℃, 60%RH, 168h です。 (IPC/JEDEC J-STD-033B.1 を参照)。 なお、パッケージの結露やリードの腐食等を避ける為、通常の保管は常温(+5℃~+35℃)、常湿 (40%RH~60%RH)が好ましく、温湿度変化の大きな場所での保管は避けてください。また、テー プの剥離強度の変化による実装時の不具合を防止するための目安として上記環境下では、納入後 3 ヶ月以内での使用が望ましい。 Taped parts must be stored away from direct sun. Moisture Sensitivity Level of this part is classed as 3 (reference IPC/JEDEC J-STD-020D), storage condition is 30℃, 60%RH, 168h after moisture barrier bag is opened. To avoid rust of lead or due condensation of package, please store at normal temperature and normal humidity (+5~+35℃/40~60%RH). Please do not store at condition that have large difference of temperature and humidity. Recommended store life is within three months after delivery. ☆ 腐食性ガス等の有毒ガスが発生しない塵埃の尐ない場所で直射日光を避けてください。 Avoid locations where dust or harmful gases are present and avoid direct sunlight. ☆ 長期保管したものは、使用前に半田付け性やリードの錆等について再点検してください。 Re-inspect rust of leads and solderability of the devices when the devices have been stored for a long time. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 50 / 51 SX7232M/SX7236M Technical Note Ver. 2.4 ! 使用上の注意 CAUTION/ WARNING 本書に記載している動作例、回路例および推奨例は、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、生命権、身体権、財産権、その他一切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 examples, operation examples and recommended 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, life, body, property or any other rights of Sanken 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。 製品の故障により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害等が発生しないよう、使用者の責任において、装置 やシステム上で十分な安全設計およ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. 本書に記載している製品は、一般電子機器(家電製品、事務機器、通信端末機器、計測機器等)に使用することを意 図しております。使用の際は、納入仕様書に署名または押印の上、返却をお願いいたします。 高い信頼性を要求する装置(輸送機器とその制御装置、交通信号制御装置、防災・防火装置、各種安全装置など)へ の使用を検討、および一般電子機器であっても長寿命を要求する場合には、必ず弊社販売窓口へ相談いただき、納 入仕様書に署名または押印の上、返却をお願いいたします。 極めて高い信頼性を要求する装置(航空宇宙機器、原子力制御、生命維持のための医療機器等)には、弊社の文書 による合意がな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 your signature(s) or seal(s), prior to the use of the products herein. When considering the use of the 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.), and whenever long life expectancy is required even in general purpose electronic equipment or apparatus, 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. 弊社の製品を使用、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したりすることです。ディレーティングを行う要素には、一般的に電圧、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、半導体製品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るので十分に配慮してください。 In the case that you use Sanken products or design your products by using Sanken products, 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 products. 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 affects the reliability significantly. 本書に記載している製品の使用にあたり、本書に記載している製品に他の製品・部材を組み合わせる場合、あるいは、 物理的、化学的その他何らかの加工・処理を施す場合には、使用者の責任においてそのリスクを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 your own responsibility. 本書に記載している製品は耐放射線設計をしておりません。 Anti radioactive ray design is not considered for the products listed herein. 弊社物流網以外での輸送、製品落下など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. サンケン電気株式会社 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. 51 / 51