[AP1016AEN] AP1016AEN 9.0V 2ch H-Bridge モータドライバ IC 概 要 1. 本製品は、H-bridge 2 チャンネルを 1 パッケージに搭載した IC です。低電圧検出回路および異常発熱検 出回路を内蔵しており、ステッピングモータやボイスコイルモータのドライバとして最適です。 2. 特 長 H-bridgeドライバを2チャンネル内蔵 動作電圧範囲 制御電源(VC) 2.7V~5.5V モータドライバ電源(VM) 2.0V~9.0V 出力電流 0.7A(DC) H-bridge ON抵抗 : RDSON (TOP+BOT)=0.54Ω @25Cまたは0.72Ω @85C PWMパルス入力信号は最大200kHzまで入力可能 出力貫通電流防止回路を搭載 チャージポンプ回路を搭載 制御電源電圧の低電圧検出回路および異常発熱検出回路を搭載 パッケージ 16-pin QFN 3mm×3mm MS1589-J-04 2014/12 -1- [AP1016AEN] 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 7. 絶対最大定格 ................................................................................................................................................... 5 8. 推奨動作条件 ................................................................................................................................................... 6 9. 電気的特性 ....................................................................................................................................................... 6 10. 機能説明 ........................................................................................................................................................... 9 11. 外部接続回路例 ............................................................................................................................................. 11 12. パッケージ ..................................................................................................................................................... 12 ■ 外形寸法図 ................................................................................................................................................... 12 ■ 推奨フットパターン ................................................................................................................................... 12 ■ マーキング ................................................................................................................................................... 13 13. 改訂履歴 ......................................................................................................................................................... 14 重要な注意事項 ..................................................................................................................................................... 15 1. 2. 3. 4. 5. 6. MS1589-J-04 2014/12 -2- [AP1016AEN] 4. ブロック図 TSD Thermal Shut Down Under Voltage Detection UVDN VM1 VG CH Charge Pump CL OUT1A OUT1B VC UVDN Level Shifter VC Pre-Driver GND1 VM2 TSD IN1A OUT2A Control Logic IN1B OUT2B IN2A IN2B GND2 Figure 1. Block Diagram ・H-bridgeドライバブロック ハイサイド(TOP)、ローサイド(BOT)ともにNMOSでH-bridgeが構成されます。 ・ チャージポンプブロック ハイサイドのゲート駆動電圧VGを生成します。 ・制御ロジックブロック 各IN端子(IN1/2A、IN1/2B)の入力信号により、H-bridgeドライバをコントロールします。 ・レベルシフタ&プリドライバブロック ハイサイドのゲート駆動信号をVGにレベルシフトし、H-bridgeドライバを駆動します。 ・低電圧検出回路 制御電源電圧(VC)をモニタリングし、規定の電圧値より低い場合はH-bridgeドライバの出力を ハイインピーダンスにします。 ・異常発熱検出回路 CHIP内温度が規定の温度よりも高くなると、H-bridgeドライバの出力をハイインピーダンスにし ます。 5. オーダリングガイド AP1016AEN -40~85℃ 16-pin QFN 3mm×3mm MS1589-J-04 2014/12 -3- [AP1016AEN] 6. ピン配置と機能説明 ■ 機能説明 端子 端子名称 番号 1 CL 2 CH 3 VM1 4 OUT1B 5 OUT1A 6 GND1 7 GND2 8 OUT2A 9 OUT2B 10 VM2 I/O (Note 1) 2 3 4 OUT1B CL 1 VM1 VG Top View 8 9 OUT2A 7 OUT2B 10 GND2 6 VM2 11 CH 13 VC 15 IN1A 16 IN1B 14 12 GND1 5 IN2A ピン配置 IN2B ■ OUT1A 端子機能説明 I/O チャージポンプ容量接続 I/O チャージポンプ容量接続 備考 P モータドライバ電源 O モータドライバ出力 CH1 O モータドライバ出力 CH1 P グランド端子 P グランド端子 O モータドライバ出力 CH2 O モータドライバ出力 CH2 P モータドライバ電源 11 IN2A I モータドライバ駆動信号入力 CH2 200kΩ(Typ)プルダウン 12 IN2B I モータドライバ駆動信号入力 CH2 200kΩ(Typ)プルダウン 13 IN1B I モータドライバ駆動信号入力 CH1 200kΩ(Typ)プルダウン 14 IN1A I モータドライバ駆動信号入力 CH1 200kΩ(Typ)プルダウン 15 VC P 制御電源 16 VG P 安定化容量接続 Exposed Pad EP - 放熱用パット GNDに接続 Note 1. I (入力端子)、O (出力端子)、P(パワー端子) MS1589-J-04 2014/12 -4- [AP1016AEN] 7. Parameter 制御電源電圧 モータドライバ電源電圧 絶対最大定格 Symbol VC min -0.5 max 6.0 Unit V VM -0.5 9.5 V VC V VM V 15.5 V 1.0 0.7 1.4 2.0 1.0 150 A A A W W C VCレベル端子電圧 Vterm1 -0.5 (IN1A, IN1B, IN2A, IN2B) VMレベル端子電圧 Vterm2 -0.5 (OUT1A, OUT1B, OUT2A, OUT2B, CL) VC+VMレベル端子電圧 Vterm3 -0.5 (CH, VG) Iload1 モータドライバ最大出力電流 (2ch同時) Iload2 モータドライバ最大出力電流 (2ch同時) Iload3 モータドライバ最大出力ピーク電流 PD1 許容損失 PD2 許容損失 Tstg -40 保存温度 Note 2. 電圧は全てGND=1/2=0に対する値です。 Note 3. 0.2sec間に10ms以内。 Note 4. 2層基板使用時(配線率:150%)、RθJ=60C /Wから算出。 Condition Ta=25C Ta=85C (Note 3) (Note 4), Ta=25C (Note 4), Ta=85C 注意: 絶対最大定格を超えて使用した場合、デバイスを破壊する場合があります。 また、通常の動作は保証されません。 Pwower dissipation, Pd ( W) 3.0 2.5 2.0 RθJA=60C/W at 2-layer PCB 1.5 1.0 0.5 0.0 0 25 50 75 85 100 125 Ambient Temperature (C) 150 175 Figure 2. 最大許容損失 MS1589-J-04 2014/12 -5- [AP1016AEN] Parameter Symbol 8. 推奨動作条件 (特に指定が無い限りTa = 25C, (Note 2)) min. typ max Unit Condition モータドライバ電源電圧 VM 2.0 5.0 9.0 V 制御電源電圧 VC 2.7 3.0 5.5 V 入力パルス周波数 FIN - - 200 kHz 動作周囲温度 Ta -40 - 85 ℃ 動作時最大接合温度 Tj - - 150 ℃ Parameter 入力信号のDuty=50% 9. 電気的特性 (特に指定の無い限りTa = 25C, VM=5.0V and VC = 3.0V、(Note 2)) Symbol Condition min typ max Unit 消費電流 無信号時VM待機電流 無信号時VC待機電流 動作時VC電流 低電圧検出時 VM待機電流 35 100 μA 135 400 μA IN1A=IN2A=”L” IN1B=IN2B=200kHz 500 800 μA VM = 5.0V VC = 0V 0.1 1.0 μA 8.0 V 0.3 3.0 ms 0.27 0.31 Ω 0.32 0.37 Ω 0.36 0.43 Ω 0.8 1.2 V IVM STBY IN1A=IN1B=IN2A= IVC STBY IN2B=”L” IVC IVM UVD チャージポンプ チャージポンプ電圧 VG チャージポンプ 立ち上がり時間 (Figure 4, Figure 5) tVGON VG = VM+VC、Iload=0A チャージポンプは VC > VCUVにおいて動作 モータドライバ H-bridge High/Lowサイド ドライバON抵抗 H-bridge High/Lowサイド ドライバON抵抗 H-bridge High/Lowサイド ドライバON抵抗 H-bridgeドライバ ボディダイオード順方向電圧 RON1 VC = 3V、Iload = 100mA Ta = 25C VC = 3V、Iload = 700mA RON2 Ta = 25C 設計保証(Note 6) VC = 3V、Iload = 700mA RON3 Ta = 85C 設計保証(Note 6) Vf If = 100mA MS1589-J-04 2014/12 -6- [AP1016AEN] Parameter Symbol 出力伝搬遅延時間 (“L”→”H”) 出力伝搬遅延時間 (Hi-Z→”H”) min typ max Unit 0.07 0.3 μs 0.17 0.3 μs 0.1 0.3 μs 0.1 0.3 μs 1.09 1.5 μs OUTA-OUTB間に 1kΩを接続 tPDLH 出力伝搬遅延時間 (“H”→”L”) Condition Figure 3(a) 参照 IN1A=IN2A=L IN1B=IN2B=200kHz tPDHL tPDZH (Note 5) 入力 50%から出力 90%まで Figure 3(c) 参照 設計保証(Note 6) 出力伝搬遅延時間 (“H”→Hi-Z) tPDHZ (Note 5) 入力 50%から出力 25% downまで Figure 3(d) 参照 設計保証(Note 6) OUTA-OUTB間に 20Ω接続 出力パルス幅 tPW 入力信号幅:1μs Figure 3 (b) 参照 0.7 設計保証(Note 6) 制御ロジック 入力Highレベル電圧 (IN1A, IN1B, IN2A, IN2B) VIH 入力Lowレベル電圧 (IN1A, IN1B, IN2A, IN2B) VIL 入力Highレベル電流 (IN1A, IN1B, IN2A, IN2B) IIH 入力Lowレベル電流 (IN1A, IN1B, IN2A, IN2B) IIL V 0.7×VC VC = 2.7V-5.5V 入力パルス立ち上がり時間 (IN1A, IN1B, IN2A, IN2B) tr 入力パルス立ち下がり時間 (IN1A, IN1B, IN2A, IN2B) tf Vterm1 = 3.0V 9 15 0.3×VC V 21 μA μA -1.0 VC = 2.7V-5.5V MS1589-J-04 1.0 μs 1.0 μs 2014/12 -7- [AP1016AEN] Parameter Symbol Condition min typ max Unit 1.9 2.2 2.5 V VCUVHYS 設計保証(Note 6) 0.02 0.05 0.1 V 設計保証(Note 6) 150 175 200 C TTSDHYS 設計保証(Note 6) 20 30 40 C 保護機能 (Figure 4, Figure 5) VCUV VC低電圧検出 電圧ヒステリシス 異常発熱検出温度 TTSD 温度ヒステリシス Note 5. VM-OUTA/B間及びOUTA/B-GND間に100kΩを接続。 Note 6. 量産時テスト項目ではありません。 VC IN1/2A IN1/2B 50% VC IN1/2A IN1/2B 50% 50% 1us tPDLH tPDHL VM 90% OUT1/2A OUT1/2B 10% VM OUT1/2A OUT1/2B 50% tPW (a) 伝搬遅延時間 (b) パルス幅 VC VC IN1A IN2A IN1A IN2A 50% 50% tPDHZ tPDZH OUT1B OUT2B VM VM x 0.9 OUT1B OUT2B Hi-z (c) Hi-z →“H”伝搬遅延時間 (IN1/2B = “H”) VM VM x 0.75(VM25%down) Hi-z (d) “H” →Hi-z 伝搬遅延時間 (IN1/2B = “H”) Figure 3. タイムチャート(伝播遅延時間、パルス幅) MS1589-J-04 2014/12 -8- [AP1016AEN] 10. 機能説明 本製品はステッピングモータやボイスコイルモータを駆動させるモータドライバICです。 Table 1に示すような入力をIN1A、IN1B、IN2A、IN2Bに与えることにより、出力OUT1A、OUT1B、OUT2A、 OUT2Bの状態を遷移することができます。また、低電圧検出及び異常発熱検出機能を有しています。低 電圧検出(UVD)は、制御電源電圧(VC)が規定値よりも低くなるとH-bridgeドライバの出力をハイイ ンピーダンスにします。異常発熱検出(TSD)は、チップ内温度が規定の温度よりも高くなるとドライ バ出力をハイインピーダンスにします。低電圧検出機能及び異常発熱検出機能はヒステリシス特性を持 っています。 Table 1. 制御論理(X : don’t care) 保護検出 入力 出力 Motion IN1A IN1B OUT1A OUT1B (Note 7) UVDN TSD IN2A IN2B OUT2A OUT2B H L L L L L Brake H L H L H L Forward (CW) H L L H L H Reverse (CCW) H L H H H H X X Hi-Z Hi-Z Standby L X X X Note 7. Direction of Current Forward (CW) Reverse (CCW) VM ON VM OFF OFF OUTB OUTA GND Brake Standby VM VM OFF OFF OUTB OUTA ON OFF ON GND OFF OUTB OUTA ON OFF ON ON GND OFF OUTA OUTB OFF OFF GND MS1589-J-04 2014/12 -9- [AP1016AEN] VM VCUV VC VCUV‐VCUVHYS VCUV VCUV‐VCUVHYS UVDN VG tVGON tVGON IN1/2A IN1/2B OUT1/2A Hi-Z Hi-Z Hi-Z Hi-Z OUT1/2B Hi-Z Hi-Z Hi-Z Hi-Z Brake Brake Figure 4. タイムチャート(低電圧検出の場合) VM VCUV‐VCUVHYS VCUV VC UVDN TTSD TTSD‐TTSDHYS Temp TSD VG tVGON IN1/2A IN1/2B OUT1/2A Hi-Z Hi-Z Hi-Z Hi-Z OUT1/2B Hi-Z Hi-Z Hi-Z Hi-Z Brake Brake Figure 5. タイムチャート(異常発熱検出の場合) MS1589-J-04 2014/12 - 10 - [AP1016AEN] 11. 外部接続回路例 CH L MOTOR OUT1B VM1 CH 4 OUT1A VM CVM GND1 GND2 OUT2A 3 2 CL 1 5 CVG 16 6 15 EP 7 14 8 13 9 10 11 VG VC VC IN1A CVC IN1B 12 OUT2B VM2 IN2A IN2B MCU MOTOR ※Interface Level:VC Figure 6. 外部接続回路例(Top view) Table 2. 推奨外付け部品例 Parameter Symbol min typ max Unit Condition モータドライバ電源接続 CVM 1 μF (Note 8) デカップリング容量 制御電源接続 CVC 0.1 μF (Note 8) バイパス容量 CVG 0.047 0.1 0.22 μF チャージポンプ容量1 CHL 0.047 0.1 0.22 μF チャージポンプ容量2 Note 8. CVM, CVCの接続容量は各アプリケーションボードでの負荷電流プロファイル、負荷容量、配線 抵抗などに応じて適宜調整して下さい。 MS1589-J-04 2014/12 - 11 - [AP1016AEN] 12. パッケージ ■ 外形寸法図 (Unit mm) 0.58+0.02 -0.03 3.00±0.05 3.00±0.05 . 10 C0 0.30 1.60 0.25 2.00 ■ 0.10 0.25 0.50 0.50 0.45 Φ0.50 注) EP-PADは放熱用PADです。 必ず基板にGND半田実装してください。 推奨フットパターン 注) EP-PADのフットパターンは スチームビアを囲まないように レイアウトしてください。 また、放熱性向上のためサーマルビア を4ホール以上配置することを 推奨します。 :スチームビア例 :サーマルビア例 MS1589-J-04 2014/12 - 12 - [AP1016AEN] ■ マーキング 1016 Market No. ABCD Date Code Pin #A1Indication YWWA: Date code (4 digit) A: Manage number WW: Producing week Y: Producing year (Ex: 2013 → “3”) MS1589-J-04 2014/12 - 13 - [AP1016AEN] 13. Date (YY/MM/DD) 14/01/23 14/01/31 14/08/07 Revision 00 01 02 改訂履歴 Page 5 7 Contents 初版 Figure 2 追加 出力伝播遅延時間 (Hi-z →"H", "H"→Hi-Z)Condition "出力50%から75%までの時間。" →"入力50%から出力90%まで" "出力75%から50%までの時間。" →"入力50%から出力25% downまで。" 出力伝搬遅延時間 (“H”→Hi-Z) typ 0.15μs → typ 0.1μs 8 14/10/09 14/12/24 03 04 9 3 Figure 3 出力伝播遅延時間(Hi-z →"H"、"H"→Hi-Z) のタイミ ング図追加 Direction of current の図を修正。 オーダリングガイドの温度範囲修正 MS1589-J-04 2014/12 - 14 - [AP1016AEN] 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 検討の際には、本書に掲載した情報が最新のものであることを弊社営業担当、あるいは弊社 特約店営業担当にご確認ください。 1. 本書に記載された情報は、本製品の動作例、応用例を説明するものであり、その使用に際し て弊社および第三者の知的財産権その他の権利に対する保証または実施権の許諾を行うもの ではありません。お客様の機器設計において当該情報を使用される場合は、お客様の責任にお いて行って頂くとともに、当該情報の使用に起因してお客様または第三者に生じた損害に対 し、弊社はその責任を負うものではありません。 2. 本製品は、医療機器、航空宇宙用機器、輸送機器、交通信号機器、燃焼機器、原子力制御用 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 要求される用途に使用されることを意図しておらず、保証もされていません。そのため、別 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 任を一切負うものではありません。 3. 弊社は品質、信頼性の向上に努めておりますが、電子製品は一般に誤作動または故障する場 合があります。本製品をご使用頂く場合は、本製品の誤作動や故障により、生命、身体、財産 等が侵害されることのないよう、お客様の責任において、本製品を搭載されるお客様の製品に 必要な安全設計を行うことをお願いします。 4. 本製品および本書記載の技術情報を、大量破壊兵器の開発等の目的、軍事利用の目的、ある いはその他軍事用途の目的で使用しないでください。本製品および本書記載の技術情報を輸出ま たは非居住者に提供する場合は、「外国為替及び外国貿易法」その他の適用ある輸出関連法 令を遵守し、必要な手続を行ってください。本製品および本書記載の技術情報を国内外の法 令および規則により製造、使用、販売を禁止されている機器・システムに使用しないでくだ さい。 5. 本製品の環境適合性等の詳細につきましては、製品個別に必ず弊社営業担当までお問合せく ださい。本製品のご使用に際しては、特定の物質の含有・使用を規制するRoHS指令等、適用 される環境関連法令を十分調査のうえ、かかる法令に適合するようにご使用ください。お客 様がかかる法令を遵守しないことにより生じた損害に関して、弊社は一切の責任を負いかね ます。 6. お客様の転売等によりこの注意事項に反して本製品が使用され、その使用から損害等が生じ 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。 MS1589-J-04 2014/12 - 15 -