AP1012A

[AP1012A]
18V Dual H-Bridge
AP1012A
Motor Driver A
IC
1. 概 要
AP1012Aは、モータ駆動電圧18Vまでに対応した2ch H-Bridgeモータドライバで、正転・逆転・ブレーキ・
ストップの4つのモードを有します。出力段は、N-ch LDMOS FETをハイサイド及びローサイドに配置し、
小型の24-pin QFNパッケージを採用する事で省スペース化を実現しました。また、低電圧検出回路、過
熱保護回路を備える事で、各種小型モータの駆動を安全に行います。
2.





制御電源電圧
ロジック端子用電源電圧
広範囲なモータドライバ動作電圧
最大出力電流 (DC)
最大出力電流 (ピーク)

最大出力電流 (ピーク)






H-Bridgeオン抵抗
パワーダウンモード
低電圧検出回路内蔵
サーマルシャットダウン
接合温度
パッケージ
特 長
2.7～5.5V
1.62V～制御電源電圧
2～18V (NMOSハイサイド & ローサイド構成)
1.3A (max)
3.0A
(Ta = 25°C, 200ms間に10ms以内、または100ms間に5ms以内)
4.5A
(Ta = 25°C, 200ms間に5ms以内、または100ms間に2.5ms以内)
RON (TOP+BOT) = 0.36Ω (typ)@25°C
VM 消費電流2µA以下 (Ta = 25°C)
VC 電源電圧2.2V (typ) 以下で検出
175°C (typ)
150°C (max)
24-pin QFN (4mm×4mm)
MS1493-J-03
2014/12
-1-
[AP1012A]
3.
目 次
概 要 ............................................................................................................................................................... 1
特 長 ............................................................................................................................................................... 1
目 次 ............................................................................................................................................................... 2
ブロック図 ....................................................................................................................................................... 3
オーダリングガイド ....................................................................................................................................... 3
ピン配置と機能説明 ....................................................................................................................................... 4
■ ピン配置 ......................................................................................................................................................... 4
■ 機能説明 ......................................................................................................................................................... 4
■ 端子等価回路 ................................................................................................................................................. 5
7. 絶対最大定格 ................................................................................................................................................... 6
8. 推奨動作条件 ................................................................................................................................................... 6
9. 電気的特性 ....................................................................................................................................................... 7
10. 機能説明 ........................................................................................................................................................... 9
11. 外部接続回路例 ............................................................................................................................................. 11
■ 接続回路例 ................................................................................................................................................... 11
■ 使用部品例 ................................................................................................................................................... 11
12. パッケージ ..................................................................................................................................................... 12
■ 外形寸法図 ................................................................................................................................................... 12
■ マーキング ................................................................................................................................................... 12
13. 改訂履歴 ......................................................................................................................................................... 13
重要な注意事項 ..................................................................................................................................................... 14
1.
2.
3.
4.
5.
6.
MS1493-J-03
2014/12
-2-
[AP1012A]
4.
VIO
ブロック図
VC
VG
Thermal Shut Down
Under Voltage Detection
VREF
OSC
VIO
VC
Charge
Pump
VG
CH
CL
VM1
IN1A
IN1B
OUT1A
EN
OUT1B
IN2A
IN2B
Control Logic
Pre
Driver
PSAVE
PGND
VM2
OUT2A
OUT2B
PGND
DGND
Figure 1. Block Diagram
5.
AP1012A
オーダリングガイド
-30 ～ 85°C
24-pin QFN
MS1493-J-03
2014/12
-3-
[AP1012A]
6. ピン配置と機能説明
VM1
21
VM1
22
OUT1B
23
VG
14
DGND
CH
15
13
CL
11
OUT2A
10
VM2
9
VM2
8
OUT2B
7
OUT2B
(Top View)
EP(GND)
4
5
IN2 B
EN
3
2
IN1 B
IN2 A
1
24
IN1 A
OUT1B
OUT2A
6
20
12
PSAVE
OUT1A
16
19
VC
18
OUT1A
17
ピン配置
VIO
■
■
機能説明
Pin Number
Name
I/O (Note 1) Function
Remark
14
VG
O
安定化容量接続
15
CH
I/O
チャージポンプ容量接続
16
CL
I/O
チャージポンプ容量接続
21,22
VM1
P
モータドライバ電源
19,20
OUT1A
O
モータドライバ出力
23,24
OUT1B
O
モータドライバ出力
Exposed Pad
PGND
P
(Note 2)
パワー系グラウンド端子
11,12
OUT2A
O
モータドライバ出力
7,8
OUT2B
O
モータドライバ出力
9,10
VM2
P
モータドライバ電源
4
IN2B
I
モータドライバ駆動信号入力
3
IN2A
I
モータドライバ駆動信号入力
2
IN1B
I
モータドライバ駆動信号入力
1
IN1A
I
モータドライバ駆動信号入力
13
DGND
P
デジタルグラウンド
5
EN
I
100kΩ pull-up
イネーブル信号入力
6
PSAVE
I
100kΩ pull-up
パワーセーブ入力
18
VIO
P
ロジック入力端子用電源
17
VC
P
制御系電源
Note 1. I(Input pin)、 O(Output pin)、 P(Power pin)
Note 2. Exposed Padは放熱用としてDGNDと接続します。
Note 3. VM1（pin No.21,22）、VM2(pin No.9,10) にはそれぞれに必ず同じ電源電圧を供給してください。
MS1493-J-03
2014/12
-4-
[AP1012A]
■
端子等価回路
Pin No.
Name
21,22
9,10
VM1
VM2
18
17
VIO
VC
Function
モータドライバ電源
(VM1(pinNo.21,22)、VM2(pinNo. 9,10)
には同じ電圧を供給)
ロジック入力端子用電源
制御系電源
Equivalent Circuits
VIO
5
6
EN
PSAVE
1
2
3
4
IN1A
IN1B
IN2A
IN2B
100k
Ω
ロジック入力端子
(プルアップ抵抗内蔵)
2kΩ
2kΩ
2kΩ
2kΩ
モータドライバ駆動信号入力
VM
19,20
23,24
11,12
7,8
OUT1A
OUT1B
OUT2A
OUT2B
モータドライバ出力
OUT1A
OUT2A
OUT1B
OUT2B
PGND
VG
14
15
VG
CH
安定化容量接続
チャージポンプ容量接続
CH
VM2
VC
16
CL
チャージポンプ容量接続
CL
PGND
13
Exposed
Pad
DGND
PGND
DGND
デジタルグラウンド
パワー系グラウンド
MS1493-J-03
PGND
2014/12
-5-
[AP1012A]
7.
Parameter
制御電源電圧
ロジック端子用電源電圧
モータドライバ電源電圧
VIO レベル端子電圧
(PSAVE,EN,IN1A,IN1B,IN2A,IN2B)
VM レベル端子電圧
(OUT1A,OUT1B,OUT2A,OUT2B)
VG,CH 端子電圧
モータドライバ出力最大負荷電流
(DC)
絶対最大定格
Symbol
VC
VIO
VM
min
-0.5
-0.5
-0.5
max
6
6
19
Unit
V
V
V
Vterminal1
-0.5
5.5
V
Vterminal2
-0.5
19
V
Vterminal3
-0.5
25
V
IloaddcMD
-
1.3
A
Remark
VIO≦VC(Note 6)
OUTnA and OUTnB端子
OUTnA and OUTnB端子
3
A
200ms間に10ms以内
4.5
200ms間に5ms以内
PD
1625 mW Ta=85°C(Note 5)
消費電力
Ta
-30
85
°C
動作周囲温度
Tj
150
°C
最大接合温度
Tstg
-65
150
°C
保存温度範囲
Note 4. 電圧は全てVss ( DGND/PGND端子電圧)に対する値です。
Note 5. 4層基板使用時、RθJ = 40°C/W から算出。EP 端子はグラウンド接続。SEMI JEDEC JESD51-6,
JESD51-7.に準拠。
Note 6. ロジック端子用電源VIOは、制御部電源電圧VCと同時あるいはVCより先に投入してください。
モータドライバ出力最大負荷電流
(Peak)
IloadpeakMD
-
注意: 絶対最大定格に示す最大値または、それを超えて使用した場合、ICが破壊する事があります。ま
た、通常の動作は保証されません。
8.
Parameter
制御部電源電圧
ロジック端子用電源電圧
モータ電源電圧
入力周波数範囲 (50% duty)
Symbol
VC
VIO
VM
Fin
推奨動作条件
min
2.7
1.62
2.0
-
MS1493-J-03
typ
3.3
1.8/3.3
-
max
5.5
VC
18
200
Unit
V
V
V
kHz
Remark
2014/12
-6-
[AP1012A]
9.
Parameter
チャージポンプ
チャージポンプ出力電圧
チャージポンプ出力立ち上り
時間
VDET1
VC低電圧検出
TSD
異常発熱検出温度範囲
(Note 7)
温度ヒステリシス (Note 7)
消費電流(Consumption current)
ノーパワー時VM 消費電流
電気的特性
(特に指定の無い限りTa = 25°C, VM = 15V, VC = 3.3V)
Symbol
min
typ
max
Unit
VG
18.0
18.2
18.3
V
VG = VC + VM
tVG
0.1
1
3
ms
VG = VC + VM – 0.3V
VCDETLV
1.9
2.2
2.5
V
TDET
150
175
200
°C
TDETHYS
20
30
40
°C
IVMNOPOW+
-
-
2
µA
スタンバイ時VM 消費電流
IVMSTBY
-
15
70
µA
スタンバイ時VC 消費電流
IVCSTBY
-
150
300
µA
パワーセーブ時VC 消費電流
PWM 動作時VC 消費電流
モータドライバ
ドライバオン抵抗
(High side or Low side)
ドライバオン抵抗
(High side or Low side) (Note 7)
IVCPSAVE
IVCPWM
-
1
1
2
µA
mA
RON1
-
0.18
0.25
Ω
RON2
-
0.22
0.27
Ω
RON3
-
0.27
0.32
Ω
VFMD
-
0.8
1.2
V
VC = 3.3V, Iload = 100mA
Ta = 25°C
VC = 3.3V, Iload = 1.2A
Ta = 25°C
(Equivalent Tj = 85°C)
VC = 3.3V, Iload = 1.2A
Ta = 85°C
(Equivalent Tj = 150°C)
IF = 100 mA
tPDLHB
-
-
0.5
µs
tr = tf = 10ns
tPDHHB
-
-
1.0
µs
tr = tf = 10ns
tPDZHHB
-
-
0.5
µs
tr = tf = 10ns
tPDZHHB
-
-
2.0
µs
tr = tf= 10ns
tPWDHB
0.6
-
-
µs
PWL = 1.0µs, tr = tf = 10ns
VIH
0.7×VIO
-
-
V
VIL
-
-
0.3×VIO
V
ドライバオン抵抗
(High side or Low side) (Note 7)
内部逆ダイオード順方向電圧
H-Bridge伝搬遅延時間
(L→L) (Note 8)
H-Bridge伝搬遅延時間
(H→H) (Note 8)
H-Bridge伝搬遅延時間
(HiZ→H)
H-Bridge伝搬遅延時間
(H→HiZ)
H-Bridge出力パルス幅
制御ロジック
入力 High レベル電圧
(INnA, INnB)
入力 Low レベル電圧
(INnA, INnB)
Conditions
VC = 0V
PSAVE = “L”, EN = “H”
INnA = “L”, INnB = “L”
PSAVE = “L”, EN = “H”
INnA = “L”, INnB = “L”
PSAVE = “H”, EN = “H”
INnA= 200kHz, INnB = “H”
VIO = 1.6V ～ 5.5V
Note 7. 量産時測定しません。
Note 8. Figure 2参照。
MS1493-J-03
2014/12
-7-
[AP1012A]
tPWI
INB
―――
(INA=INB)
50%
tPDH
tPDL
tPWO
90%
OUTA
OUTB
50%
10%
Figure 2. 出力伝搬遅延時間タイムチャート
MS1493-J-03
2014/12
-8-
[AP1012A]
10. 機能説明
10.1 制御論理
各モードでの入出力の関係は、以下の通りです。
入力
出力
PSAVE
EN
INnA
INnB
OUTnA
OUTnB
L
H
L
L
Z
Z
L
H
L
H
L
H
L
H
H
L
H
L
L
H
H
H
L
L
L
L
X
X
L
L
H
X
X
X
Z
Z
Note 9. TSD/UVLO/VREF/OSC/チャージポンプを停止。
動作
スタンバイ (空転)
逆転
正転
ブレーキ (停止)
停止 (OSC, チャージポンプ動作)
パワーセーブ (Note 9)
10.2 モータドライバ部の基本構成
AP1012Aは、出力段にN-ch LDM CMOS FETをハイサイドとローサイドの両側に配置する事で小型パッ
ケージの適用を可能としています。ハイサイドFETは、VGで駆動します。VG = VM + VCはチャージポ
ンプで生成しています。チャージポンプ立ち上げ時は、1ms (typ)以内が目標値に達します。チャージポ
ンプは、360kHz(typ)で動作しています。ローサイドFETは、VCにより駆動されます。
VG
Logic
Charge
Pump
CL
Enable
Control
VM
VG
EN
INA
INB
CH
OUTA
VC
VG
Pre
Driver
VC
OUTB
PGND
Figure 3. モータドライバ部等価回路
OSCブロックは、チャージポンプに駆動パルスを供給します。入力インターフェース用ロジック部は、
ロジック端子用電源VIOで動作します。VIOは、VCと同時あるいはVCよりも先に投入してください。(後
に投入されるアプリケーションの場合には、回路の不定状態を避ける為に、500kΩ程度のプルアップ抵
抗をVIO-VC端子間に接続する事を推奨します。)
MS1493-J-03
2014/12
-9-
[AP1012A]
10.3 各種保護機能
貫通電流防止回路、サーマルシャットダウン回路、低電圧検出回路を有します。

貫通電流防止回路
ハイサイド、ローサイドのMOSFETが同時にONしないように、貫通電流防止回路を内蔵しています。
デッドタイム期間はハイサイド、ローサイドともにMOSFETがオフします。デッドタイムは電気的特
性のH-Bridge出力遅延時間に含まれます。Figure 4に、イメージ図を示します。
VM
Vfh
(a)
OUTA/B
Motor
(b)
Vfl
PGND
INA/B
Dead Time
Dead Time
H-side MOSFET
ON
OFF
ON
ON
OFF
ON
L-side MOSFET
OFF
ON
OFF
OFF
ON
OFF
OUTA/B
VM
Vfh
Vfl
PGND
(a)外部負荷から本 IC へ電流が流れている場合
VM
PGND
(b)本 IC から外部負荷へ電流が流れている場合
Figure 4. 負荷電流の向きによる出力電圧波形の違い

サーマルシャットダウン
異常な高温度が検出されると直ちにOUTAおよびOUTB出力をHi-Zにする事で自己発熱による破壊を
防ぎます。温度が下側検出閾値以下になり次第、駆動可能になります。
異常温度検出
⇒
OUTnA/OUTnB は Hi-Z
温度低下待ち
ヒステリシス: 30°C (typ)
モータドライバ動作復帰
OUTnA/OUTnBはINnA/INnB に従う
Figure 5. 異常発熱検出時の動作および復帰動作
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2014/12
- 10 -
[AP1012A]
外部接続回路例
11.
■
接続回路例
OUT1A
OUT1A
VM1
19
20
22
3
16
VC
CVC
CL
CH
4
CHL
15
VG
5
CVG
VM
14
EP(GND)
12
DGND
OUT2A
11
OUT2A
13
CVM
VM2
OUT2B
OUT2B
10
6
7
PSAVE
17
9
EN
18
2
VM2
IN2B
CVIO
VIO
VC
8
IN2A
23
24
1
21
VIO
IN1A
IN1B
VM
VM1
OUT1B
VIO
MCU
OUT1B
CVM
MOTOR
VM
MOTOR
Figure 6. 接続回路例
■
使用部品例
Table 1. 外付け部品例
Items
モータドライバ電源接続
デカップリング容量
制御電源接続バイアス容量
ロジック入力端子電源接続
バイパスコンデンサー
チャージポンプ容量1
チャージポンプ容量2
Symbol
min
typ
max
Unit
CVM
1.0
-
-
µF
CVC
0.1
1.0
-
µF
CVIO
0.1
1.0
-
µF
CVG
CHL
0.047
0.047
0.1
0.1
0.22
0.22
µF
µF
Remark
(Note 10)
実際の基板上で適宜対応し
てください。
実際の基板上で適宜対応し
てください。
Note 10. CVM, CVC と CVIO は、実装基板にて配線抵抗や流れる電流などを考慮して決定してくださ
い。
Note 11. VM1とVM2 4ピン全ては、実装基板上にて確実に同電位(VM)で接続してください。
MS1493-J-03
2014/12
- 11 -
[AP1012A]
12. パッケージ
■
外形寸法図
24-pin QFN (Unit mm)
2.80 0.10
0.75 0.05
B
24
C0.35
18
1
13
6
0.05MAX
A
12
7
0.40 0.10
4.00
2.80 0.10
0.10
19
0.10 M C A B
4.00 0.10
0.05
(0.20)
0.25
0.08 C
C
0.50 Ref
■
マーキング
(2)
1012A
YWW A
(1)
(3)
(4)
(5)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
1pin 表示
製品型番
製造年（西暦年の下一桁）
製造週
管理番号
MS1493-J-03
2014/12
- 12 -
[AP1012A]
13.
Date (YY/MM/DD)
12/12/05
14/10/09
14/12/03
14/12/12
Revision
00
01
02
03
Page
P4
P10
P12
改訂履歴
Contents
初版
Note 3追記。
10.3 各種保護機能 一部記述とFigure 4を修正。
12.パッケージ マーキング 製品型番修正。
MS1493-J-03
2014/12
- 13 -
[AP1012A]
重要な注意事項
0. 本書に記載された弊社製品（以下、「本製品」といいます。）、および、本製品の仕様につ
きましては、本製品改善のために予告なく変更することがあります。従いまして、ご使用を
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特約店営業担当にご確認ください。
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機器、各種安全装置など、その装置・機器の故障や動作不良が、直接または間接を問わず、
生命、身体、財産等へ重大な損害を及ぼすことが通常予想されるような極めて高い信頼性を
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途弊社より書面で許諾された場合を除き、これらの用途に本製品を使用しないでください。
万が一、これらの用途に本製品を使用された場合、弊社は、当該使用から生ずる損害等の責
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た場合はお客様にて当該損害をご負担または補償して頂きますのでご了承ください。
7. 本書の全部または一部を、弊社の事前の書面による承諾なしに、転載または複製することを
禁じます。
MS1493-J-03
2014/12
- 14 -