ETC STK672-070

注文コード No. N 7 3 0 7
STK672-070
No. N 7 3 0 7
72502
新
半導体ニューズ No. N4868A とさしかえてください。
STK672-070
厚膜混成集積回路 マイクロステップコントローラ内蔵
ユニポーラ定電流チョッパ方式 (他励 PWM 方式)
ステッピングモータドライバ (正弦波駆動)
出力電流 1.5A (No Fin*1)
STK672-070 は、パワー MOSFET を出力段に採用した、ユニポーラ定電流 PWM 方式によるマイクロステップコ
ントローラ内蔵のステッピングモータドライバ用ハイブリッド IC である。
ステッピングモータ用 4 相分配コントローラを内蔵しているため、システムの簡略化、さらには回路の標準化がで
きる。
励磁方式は、2 相 , 1-2 相 , W1-2 相 , 2W1-2 相 , 4W1-2 相に対応可能で、ステッピングモータの基本ステップ角 1/16
分割までの制御ができる。また、モータの回転数は、クロック信号のみで制御できる。
この H-IC を使用することにより、モータの高トルク、低振動、低騒音、高速応答、高効率ドライブが実現できる。
当社従来品 STK672-040 と比較し、パッケージを小型化し実装性の向上を図った。
用途
・ファクシミリの送受信ステッピングモータ駆動
・複写機の紙送り、光学系ステッピングモータ駆動
・LBP のドラム駆動
・プリンタのキャリッジステッピングモータ駆動
・X-Y プロッタのペン駆動
・産業用ロボットおよびステッピングモータ応用製品
特長
・STK672-070、直流電源およびクロックパルス発生装置を用意することで、ステッピングモータの駆動
システムを構築できる。
＜コントローラ部＞
1. 励磁モードの設定 (M1, M2, M3)により 5 種類の励磁方法が選択可能。
1) 2 相励磁
2) 1-2 相励磁
3) W1-2 相励磁
4) 2W1-2 相励磁
5) 4W1-2 相励磁
次ページへ続く。
外形図 4186
(unit : mm)
46.6
15
1
0.5
2.0
(6.6)
1.0
25.5
3.6
14✕2.0=28
4.0
本書記載の規格値(最大定格、動作条件範囲
等) を瞬時たりとも越えて使用し、その結果
発生した機器の欠陥について、弊社は責任
を負いません。
8.5
41.2
12.7
本書記載の製品は、極めて高度の信頼性を
要する用途（生命維持装置、航空機のコント
ロールシステム等、多大な人的・物的損害
を及ぼす恐れのある用途）に対応する仕様に
はなっておりません。そのような場合には、
あらかじめ三洋電機販売窓口までご相談下
さい。
0.4
2.9
〒370-0596 群馬県邑楽郡大泉町坂田一丁目1番1号
72502 HK IM ◎井上 5-5550 No.7307-1/17
STK672-070
前ページより続く。
2. 励磁を途中で切換えても相保持する。
3. 相原点モニタ端子 MOI 付。
(*1：条件 VCC1=24V, IOH=1.5A, 2W1-2 励磁時)
4. CLK 入力のカウンタ部は、外部端子(M3)のハイまたはロウ設定で
1) 立上りのみ
2) 立上りおよび立下り
の 2 通りが選択できる。
5. CLK 入力端子は、外部ノイズパルスに対する誤動作防止回路内蔵。
6. ENABLE 端子、RESET 端子付 (シュミット入力、プルアップ抵抗 typ=20kΩ 内蔵）
。
7. 他励方式のためモータホールド時の A, B 相の時定数差に起因する音の発生がない。
8. 基準電圧 Vref が 0 ∼ 1/2VCC2 まで設定できるため、小さいモータ電流に対してもマイクロステップ駆動
ができる。
＜ドライバ部＞
1. 他励 PWM 動作のため、動作電源電圧範囲が広い(VCC1=10 ∼ 45V)。
2. H-IC 内部に電流検出抵抗内蔵 (0.15Ω)。
3. パワー MOSFET を採用しているのでドライバ損失が少ない。
4. モータ出力電流 IOH=1.5A 駆動可能 (Tc=105℃時)。
絶対最大定格 / Tc=25℃
unit
最大電源電圧 -1
最大電源電圧 -2
VCC1 max
VCC2 max
無信号時
無信号時
52
− 0.3 ∼＋ 7.0
V
V
入力電圧
相出力電流
VIN max
IOH max
Ear max
ロジック入力端子
0.5s, 1pulse VCC1 印加持
− 0.3 ∼＋ 7.0
2.0
V
A
25
mJ
電力損失
動作時 IC 基板温度
Pd max
Tc max
θ c-a ＝ 0
6.5
105
W
℃
接合部温度
保存周囲温度
Tj max
Tstg
150
− 40 ∼＋ 125
℃
℃
min
max
繰返しアバランシェ
耐量
動作許容範囲 / Ta=25℃
電源電圧 -1
電源電圧 -2
VCC1
VCC2
入力電圧
相ドライバ耐圧
VIH
VDSS
Tr1, 2, 3, 4 (A, A, B, B 出力)
相電流 1
相電流 2
IOH1
IOH2
Tc=105℃, CLK ≧ 200Hz
Tc=80℃, CLK ≧ 200Hz
typ
有信号時
有信号時
電気的特性 / Tc=25℃, VCC1=24V, VCC2=5V
min
0 ∼ VCC2
100 (min)
V
V
1.5
1.7
A
A
unit
2.1
0.65
14
1.2
mA
V
0.5
0.56
A
1
1.8
V
H-IC 6 ピン入力 , ENABLE=LOW
RL=12Ω
平均出力電流
Io ave
負荷：R=3.5Ω / L=3.8mH
各相当り
FET ダイオード
順方向電圧
Vdf
If=1A
VIH
Vref 端子を除く
4
VIL
IIH
Vref 端子を除く
Vref 端子を除く
0
1
IIL
Vref 端子を除く
125
250
入力電流
V
V
max
ICC
Vsat
[コントロール入力端子］
入力電圧
10 ∼ 45
5 ± 5%
typ
コントロール電源電流
出力飽和電圧
0.445
unit
V
1
10
V
µA
510
µA
次ページへ続く。
No.7307-2/17
STK672-070
前ページより続く。
min
[Vref 入力端子］
入力電圧
typ
max
2.5
V
415
545
µA
0.4
V
V
VI
II
H-IC 7 ピン
H-IC 7 ピン , 2.5V 入力
330
VOH
VOL
I= − 3mA, MoI 端子
I= ＋ 3mA, MoI 端子
2.4
Vref
θ =1/8
100
%
2W1-2, W1-2
2W1-2
Vref
Vref
θ =2/8
θ =3/8
92
83
%
%
2W1-2, W1-2, 1-2
2W1-2
Vref
Vref
θ =4/8
θ =5/8
71
55
%
%
2W1-2, W1-2
2W1-2
Vref
Vref
θ =6/8
θ =7/8
40
21
%
%
2
PWM 周波数
Vref
fc
入力電流
[コントロール出力端子］
出力電圧
[電流分割率 (A・B)］
2W1-2, W1-2, 1-2
0
unit
37
100
47
57
%
kHz
備考：電源は、定電圧電源を使用。
電流分割率は、設計値を示す。
No.7307-3/17
9
M2
ENABLE 15
MoI 14
RESET 13
M3 12
CLOCK 11
CWB 10
8
M1
CR発振
励磁状態モニタ
立上り/立下り
検出切換
励磁モード設定
基準クロック
生成
進相
カウンター
PWM制御
相励磁信号生成
擬似正弦波
生成
–
+
–
+
SUB
7
6
電流分割比
切換
Vref
VCC2
5
A
4
AB
3
B
2
BB
1
A13256
PG
STK672-070
内部ブロック図
No.7307-4/17
STK672-070
測定回路図
Vsat
Vdf
VCC2
VCC1
6
6
スタート
11
5
4
3
8
2
9
RL
A
5
AB
4
B
3
BB
2
AB
B
BB
STK672-070
STK672-070
Vref=2.5V
A
7
V
V
VCC2
13
+
1
1
A
A13257
A13258
IIH, IIL
Ioave, Icc, fc
VCC2
VCC1
VCC2
A
M1
M2
M3
IIH
CLK
A
CWB
IIL
RESET
ENABLE
A
2.5V
Vref
6
8
b a
a
6
スタート
11
5
8
4
b
SW1
A
9
12
9
11
3
AB
B
SW2
STK672-070
STK672-070
10
13
14
Vref
7
ENABLE
15
2
BB
VCC1
SW3
15
7
+
fc
13
1
1
A13259
A
A13260
Io ave 測定時 ：SW1 b 側で Vref 入力 , SW2 切換え
fc 測定時
Icc 測定時
：SW1 a 側で Vref=0V, SW3 切換え
：ENABLE Low
No.7307-5/17
STK672-070
動作説明
2W1-2 相励磁(マイクロステップ動作)の場合
VCC2=5V
VCC1=10V∼45V
5
14
8
4
14
9
VCC2=5V
12
14
2
AB
B
+
BB
15
ENABLE
SG
11 STK672-070
CLK
Vf≒0.3V
3
2相ステッピングモータ
A
RESET
+
100µF∼
6
1
PG
13
CBW
10
MoI
14
VCC2=5V
Ro2 は Vref 端子内部インピーダンス
7
簡易型パワーオンリセット回路
RoX
(電源電圧降下の検出には使用
できない)
Ro1 6kΩ の影響を少なくするために 100Ω
Vref 程度を推奨する。
Ro2 RoX：入力インピーダンス 6kΩ ± 30%
A13261
H-IC への VCC2 電源投入時は、パワー ON リセットを必ず行い初期化すること。
【モータ電流の設定方法】
モータ電流 IOH は、H-IC の 7 ピン電圧 Vref で設定する。IOH と Vref との関係式は次式で表される。
RoX=(Ro2 × 6kΩ)÷(Ro2 ＋ 6kΩ) …………………… (1)
Vref= VCC2 × RoX ÷ (Ro1 ＋ RoX)
1
Vref
IOH= × ( )
K
Rs
………………… (2)
……………………………… (3)
K：5.16 (分圧比) Rs：0.22Ω (H-IC 内部の電流検出抵抗 (精度：± 3%))
モータ電流は、発振器で設定される周波数のデューティに起因する設定電流 (0.05 ∼ 0.1A)から許容動作範囲の電流
(IOH=1.5A)まで使用できる。
Ioave
IOL
IOH
OA
モータ電流波形
A13262
【機能表】
M2
M1
M3
0
0
1
1
0
1
0
1
1
2 相励磁
0
1-2 相励磁
CWB
正転
0
1-2 相励磁
相切換え
CLK エッジタイミング
W1-2 相励磁 2W1-2 相励磁
立上りのみ
W1-2 相励磁 2W1-2 相励磁 4W1-2 相励磁
逆転
1
立上りおよび立下り
ENABLE
RESET
Low でモータ電流カット
アクティブ Low
No.7307-6/17
STK672-070
動作説明
他励式チョッパドライバ部の説明
VCC1
IOFF
イネーブル ΦA(コントロール信号)
ION
Vref
電流分割
A=1
L2
L1
分周器
CR発振
800kHz
45kHz
S
Q ラッチ回路
D1
MOSFET
R ノイズ
フィルタ
AND
–
+
Rs
ドライバ部基本回路構成
A13263
この H-IC は、他励方式を採用しているため、発振回路の外付けは必要ない。
上図のドライバ部基本回路で φA 中に High が入力され、MOSFET が ON すると、コンパレータ＋入力端子が Low と
なり、コンパレータ出力は Low となる。一方 PWM の周期でセット信号が入っているので Q 出力が High となり、
MOSFET は初期値として ON している。
MOSFET に流れる ION は L1 を通り、Rs に電位差が発生する。そして、Rs の電位と Vref の電位が同電位になるとコ
ンパレータの出力が反転し、リセット信号が入り Q の出力は Low に反転する。すると MOSFET が OFF となり、L1
に蓄えられたエネルギーは L2 に誘起されて IOFF が電源へ回生される。この状態は、ラッチ回路のセット端子に入
力される時間まで維持する。
このように Q の出力がリセットとセット信号により OFF と ON を繰り返し、定電流制御が行われる。コンパレータ
の入力に入っている抵抗とコンデンサは、スパイク吸収回路素子で PWM の周波数に同期をとる。他励方式のため周
波数が一定であると同時に、同期のとれた PWM 方式を採用しているため、モータロック時のホールド音を抑えるこ
とができる。
1. 入力端子の説明
端子番号
端子名
機 能
相切換えクロック
回転方向設定 (CW / CCW)
端 子 型 式
11
10
CLK
CWB
15
8, 9, 12
ENABLE
出力カットオフ
M1, M2, M3 励磁モード設定
プルアップ抵抗付 CMOS シュミット構成
プルアップ抵抗付 CMOS シュミット構成
13
7
RESET
Vref
プルアップ抵抗付 CMOS シュミット構成
入力インピーダンス 6kΩ (typ.)± 30%
システムリセット
電流値設定
プルアップ抵抗付 CMOS シュミット構成
プルアップ抵抗付 CMOS シュミット構成
No.7307-7/17
STK672-070
2. 入力信号の機能 および タイミング
2-1. CLK (相切換えクロック）
1) 入力周波数範囲
2) 最小パルス幅
■ DC ∼ 50kHz
■ 10µs
3) デューティ
4) 端子形式
■ 40% ∼ 60% (ただし、M3= ハイ時は最小パルス幅を優先する）
■ プルアップ抵抗 (20kΩ typ)内蔵 CMOS シュミット構成
5) 複数段のノイズ除去回路内蔵
6) 機能
a) M3= ハイまたはオープンの場合
CLK の立上りエッジで励磁相が 1 ステップ毎に移動
b) M3= ロウの場合
CLK の立上りおよび立下りエッジの両方で 2 ステップ移動
CLK 入力取込みタイミング（M3= ロウ)
CLK入力
システムCLOCK
相励磁カウンタCLK
励磁カウンタUP/DOWN
制御出力タイミング
制御出力切換えタイミング
A13264
2-2. CWB (回転設定方法)
1) 端子形式
■ プルアップ抵抗 (20kΩ typ)内蔵 CMOS シュミット構成
2) 機能
a) CWB= ハイの場合
CW 方向に回転
b) CWB= ロウの場合
3) 注意
CCW 方向に回転
■ M3= ロウの場合、CLK 入力の立上りおよび立下りエッジより前後 6.25µs の間に、
CWB 入力は変化させないこと。
2-3. ENABLE (励磁ドライブ出力 A, A, B, B の ON / OFF 制御 および H-IC 内部の動作 / ホールド状態の選択)
1) 端子形式
■ プルアップ抵抗 (20kΩ typ)内蔵 CMOS シュミット構成
2) 機能
a) ENABLE= ハイまたはオープンの場合
通常動作状態
b) ENABLE= ロウの場合
H-IC がホールド状態となり、励磁ドライブ出力 (モータ電流)を強制的に OFF (カット)
にする。
この時、H-IC のシステムクロックは停止し、リセット入力以外の入力端子が変化しても
H-IC は影響を受けない。
No.7307-8/17
STK672-070
2-4. M1, M2, M3 (励磁モード および CLK 入力エッジタイミングの選択)
1) 端子形式
■ プルアップ抵抗 (20kΩ typ)内蔵 CMOS シュミット構成
2) 機能
M2
M1
M3
0
0
1
1
0
1
0
1
1
2 相励磁
0
1-2 相励磁
1-2 相励磁
相切換え
CLK エッジタイミング
W1-2 相励磁 2W1-2 相励磁
立上りのみ
W1-2 相励磁 2W1-2 相励磁 4W1-2 相励磁
立上りおよび立下り
3) モード設定有効タイミング
■ CLK の立上りおよび立下りエッジより 5µs 以内では、モード変更を行わないこと。
モード設定取込みタイミング
CLK入力
システムCLOCK
モード設定
M1∼M3
モード切換えCLK
モード切換えタイミング
H-IC内部設定状態
相励磁CLK
相励磁カウンタUP/DOWN
A13265
2-5. RESET (システムの全てをリセット)
1) 端子形式
2) 機能
■ プルアップ抵抗 (20kΩ typ)内蔵 CMOS シュミット構成
■ RESET=Low (パルス幅 10µs 以上)にすることにより、回路状態を全て初期値に設定す
る。
この時、励磁モードに限らず、A, B 相が原点に設定される。出力電流はリセット解除
後約 71% になる。
■ H-IC の電源投入時に RESET することで Vref を確定する。VCC2 電源投入時には、必
3) 注意
ずパワーオンリセットを行うこと。
2-6. Vref (定電流検出の基準となる電流値を設定)
1) 端子形式
■ アナログ入力構成
2) 機能
■ コントロール系電源 VCC2 − 2.5V 以下の電圧を加えることにより、定格電流値の
100% にてモータの励磁電流が定電流制御できる。
■ この値 2.5V を上限にし、Vref 電圧に比例した定電流制御が可能。
3. 出力端子の説明
端子番号
端子名
14
MoI
機 能
相励磁原点モニタ
端 子 型 式
CMOS 標準構成
4. 出力信号の機能およびタイミング
4-1. A, A, B, B (モータの相励磁用出力)
1) 機能
■ 4 相 2 相励磁モードでは、A と A, B と B の出力信号変化時に 3.75µs (typ)の
インターバルを設定。
No.7307-9/17
STK672-070
5. 励磁切換え時の相状態
5-1. 励磁モード切換え前後の励磁相 ＜ CW 方向＞
2W1-2相→1-2相
2W1-2相→2相
A
0
3
28
27
25
28
B 24
8 B
5
8 B
12
20
12
16
9
11
12
20
19
17
4
26
28
26
6
28
4
B 24
B 24
8 B
12
29
4
28 0 4
24
18
14
18 16
2
3
5
25
8 B
23
10
12
13
17
A
0
15
A
1-2相→W1-2相
1-2相→2相
B
9
11
19
A
A
7
21
14
16
1
30 0 2
28
4
26
6
24
22
8
20
10
18
12
16 14
B
8
31
27
6
20
12
W1-2相→2W1-2相
A
20
12
16
22
10
20
A
0
30
2
28
1-2相→2W1-2相
A
A
30
2
1
29
4
28
B 24
A
W1-2相→1-2相
A
0
20
A
30 31 0 1 2
3
29
4
28
5
27
30 0 2
26
6
28
4
25
26
7
6
B 24
24
8
8 B
22
10
23
20
9
12
18
22
16 14
10
11
21
20
12
13
19
18 17 161514
A
W1-2相→2相
22
15
16
16
A
30
4
28 0 4
8
24
4
B 24
20
A
31
1
2W1-2相→W1-2相
28
4
20
12
5
0
26
28
B
8 B
20
22
6
4
25
B
12
16
B
B
8
20
12
16
10
9
21
12
20
28 0 4
24
18
16
13
14
A
17
A
A
2相→W1-2相
2相→1-2相
A
0
2相→2W1-2相
A
A
30
29
5
B 24
6
4
28
20
12
28
B
8 B
22
4
20
12
28
4
20
12
B
B
B
21
14
16
A
A
13
17
A
励磁モード設定(M1、M2)変更後1発目のCLK INによる励磁相
励磁モード設定直前の励磁相
A13266
No.7307-10/17
STK672-070
5-2. 励磁モード切換え前後の励磁相 ＜ CW 方向＞
2W1-2相→1-2相
2W1-2相→2相
31
A
0
28
2W1-2相→W1-2相
A
0 1
29
4
5
28
4
7
B 24
8 B
20
23
28 0 4
8
24
25
B 24
16
21
20
A
A
A
W1-2相→1-2相
W1-2相→2相
A
0
30
12
13
1716
15
16
8 B
9
12
20
12
30
6
28
4
B 24
8 B
20
12
16
12
22
22
5
B
8 B
10
23
A
0
14
11
13
17
15
A
1-2相→2W1-2相
A
30
30
2
3
4
28
4
20
12
26
B
8 B
20
28 0 4
24
B
B
12
16
27
6
28 0 4
24
22
B
9
19
A
28
7
21
1-2相→W1-2相
1-2相→2相
B 24
3
A
A
1
30 0 2
28
4
26
6
24
22
8
20
10
18
12
16 14
25
8
31
27
12
18 16
14
29
6
20
16
A
4
28 0 4
24
26
B 24
W1-2相→2W1-2相
A
0 2
28
20
A
30 31 0 1 2
3
29
4
28
5
27
30 0 2
26
6
28
4
25
26
7
6
B 24
24
8
8 B
22
10
23
20
9
12
18
14
22
16
10
11
21
20
12
13
19
18 17 161514
B
8
20
12
16
23
10
7
11
12
20
14
18
16
A
19
15
A
A
2相→W1-2相
2相→1-2相
A
0
2相→2W1-2相
A
A
2
3
27
B 24
28
4
20
12
26
B
8 B
28
4
20
12
B
B
10
28
4
20
12
B
11
16
A
19
18
A
A
A13267
No.7307-11/17
STK672-070
6. 励磁時とタイミングチャート
6-1. CLK 立上りエッジ動作
2 相励磁タイミングチャート(M3=1)
1-2 相励磁タイミングチャート(M3=1)
1
M1 0
M1 0
M2 0
M2 0
1
0
M3 0
M3
RESET
CWB
1
RESET
CWB
A
A
MOSFET Gate Signal
CLK
A
MOSFET Gate Signal
CLK
A
B
B
MOI
100%
100%
71%
71%
Vref A
100%
71%
Comparator Reterence Voltage
Comparator Reterence Voltage
MOI
B
B
Vref A
100%
71%
Vref B
Vref B
W1-2 相励磁タイミングチャート(M3=1)
2W1-2 相励磁タイミングチャート(M3=1)
1
M1 0
M1 0
1
1
M2 0
M2 0
1
1
M3 0
M3 0
CLK
CLK
MOSFET Gate Signal
RESET
CWB
MOSFET Gate Signal
RESET
CWB
A
A
B
B
100%
92%
100%
92%
71%
40%
Comparator Reterence Voltage
Comparator Reterence Voltage
71%
Vref A
A
B
B
MOI
MOI
40%
A
100%
92%
83%
71%
55%
40%
20%
Vref A
100%
92%
83%
71%
55%
40%
20%
Vref B
Vref B
A13268
No.7307-12/17
STK672-070
6-2. CLK 立上り および 立下りエッジ動作
1-2 相励磁タイミングチャート(M3=0)
W1-2 相励磁タイミングチャート(M3=0)
1
M1 0
M1 0
M2 0
M2 0
M3 0
M3 0
CLK
CLK
MOSFET Gate Signal
RESET
CWB
MOSFET Gate Signal
RESET
CWB
A
A
B
B
A
B
B
MOI
MOI
100%
100%
92%
71%
71%
Vref A
100%
71%
Comparator Reterence Voltage
Comparator Reterence Voltage
A
40%
Vref A
100%
92%
71%
40%
Vref B
Vref B
2W1-2 相励磁タイミングチャート(M3=0)
4W1-2 相励磁タイミングチャート(M3=0)
1
M1 0
M1 0
M2 0
1
M2 0
M3 0
M3 0
1
CLK
CLK
MOSFET Gate Signal
RESET
CWB
MOSFET Gate Signal
RESET
CWB
A
A
B
B
100%
92%
83%
71%
55%
40%
20%
Vref B
Comparator Reterence Voltage
Comparator Reterence Voltage
20%
Vref A
A
B
B
MOI
MOI
100%
92%
83%
71%
55%
40%
A
97%100%
88% 92%
77% 83%
71%
66%
55%
48%
40%
31%
14% 20%
Vref A
97%100%
88% 92%
77% 83%
66% 71%
48% 55%
40%
31%
14% 20%
Vref B
A13269
No.7307-13/17
STK672-070
放熱設計
＜ H-IC の内部平均電力損失 Pd ＞
H-IC 内部で平均電力損失の大きい素子は、主に電流制御用素子、回生用電流ダイオード、電流検出抵抗が上げ
られる。マイクロステップ駆動時の平均電力損失は、正弦波駆動のため 2 相励磁の短形波損失を基に波形率
(0.64)を掛けることで近似して求められる。
各励磁での損失は、次のようになる。
2 相励磁
fclock
IOH・fclock
Pd2EX=(Vsat ＋ Vdf)・ ・IOH・t2 ＋ ・(Vsat・t1 ＋ Vdf・t3)
2
2
1-2 相励磁
fclock
IOH・fclock
Pd1-2EX=0.64・｛(Vsat ＋ Vdf)・ ・IOH・t2 ＋ ・(Vsat・t1 ＋ Vdf・t3)｝
4
4
fclock
IOH・fclock
W1-2 相励磁 PdW1-2EX=0.64・｛(Vsat ＋ Vdf)・ ・IOH・t2 ＋ ・(Vsat・t1 ＋ Vdf・t3)｝
8
8
fclock
IOH・fclock
2W1-2 相励磁 Pd2W1-2EX=0.64・
｛(Vsat ＋ Vdf)・ ・IOH・t2 ＋ ・(Vsat・t1 ＋ Vdf・t3)｝
16
16
fclock
IOH・fclock
4W1-2 相励磁 Pd4W1-2EX=0.64・
｛(Vsat ＋ Vdf)・ ・IOH・t2 ＋ ・(Vsat・t1 ＋ Vdf・t3)｝
16
16
t1, t3 は、各励磁方法とも同一式から求められる。
−L
R ＋ 0.35
t1= ・rn (1 − ・IOH
R ＋ 0.35
VCC1
−L
VCC1 ＋ 0.35
t3= ・rn ( )
R
IOH・R ＋ VCC1 ＋ 0.35
t2 は、各励磁方法により式が異なる。
2
2 相励磁 t2= − (t1 ＋ t3) 1-2 相励磁
fclock
3
t2= − t1
fclock
7
W1-2 相励磁 t2= − t1
fclock
15
t2= − t1
fclock
1-2 相励磁
4W1-2 相励磁
IOH
t3
t1
t2
A13270
モータの相電流モデル図 (2 相励磁)
fclok ：CLK 入力周波数 (Hz)
Vsat ：パワー MOSFET と電流検出抵抗の電圧降下 (V)
Vdf ：ボディダイオードと電流検出抵抗の電圧降下 (V)
IOH ：相電流の波高値 (A)
t1
t2
：相電流立上り時間 (s)
：定電流動作時間 (s)
VCC1 ：モータへの印加電源電圧 (V)
L
：モータのインダクタンス (H)
t3
：相切り返しの電流回生時間 (s)
R
：モータの巻線抵抗 (Ω)
No.7307-14/17
STK672-070
< H-IC の放熱板サイズの求め方＞
前項で求めた平均電力損失から放熱板θ c-a を求める。
Tc max ：H-IC の基板温度 (℃)
Tc max − Ta
θ c-a ＝ ［℃/W］
PdEX
Ta
PdEX
：セット内周囲温度 (℃)
：H-IC 内部平均損失 (W)
上式よりθ c-a を求め、下記のグラフより放熱板のサイズ S − cm2 を求める。
周囲温度は、セット内部の空気の対流状態で大きく変わる。従って、実装状態において、いかなる条件下でも、
H-IC の裏面 (アルミ板側)が Tc max=105℃を越えないように、放熱板サイズを確認しておくこと。
Pd − θc-a
S − θc-a
16
12
8
40°
C
60
°C
50°C
4
No. Fin 25.5(°C/W)
0
0
2
4
6
2
放熱板の熱抵抗, θc-a − °C/W
θc-a= Tc max−Ta (°C/W)
Pd
Tc max=105°C
度
温
囲
周
証
保
放熱板の熱抵抗, θc-a − °C/W
20
2m
10
7
垂直立型
自然空冷
m厚
(表
5
AL
板(
面黒
表面
色塗
塗装
なし
)
装)
3
2
No. Fin 25.5(°C/W)
8
10
12
14
16
1.0
10
IC内部平均電力損失, Pd − W
2
3
5
7
100
2
3
5
放熱板面積, S − cm2
次に、No Fin での使用条件は、H-IC 基板のθ c-a=25.5℃/W より、許容できる H-IC 内部平均損失を求めて決定され
る。
100 − 50
周囲温度 50℃では Tc max=105℃として PdEX= ＝ 2.15W
25.5
100 − 40
周囲温度 40℃では Tc max=105℃として PdEX= =2.54W
25.5
各損失以下の駆動条件であれば No Fin で使用できる (Δ Tc − PD カーブ参照)。
＜ H-IC 内部の電力素子 (MOSFET)の接合部温度の算出＞
各素子の接合部温度 Tj は、1 石当りの損失 Pds とθ j-c より求める。
Tj=Tc ＋θ j-c × Pds (℃)
ここで、Pds は、各励磁モード別に PdEX を求め、各素子当りの損失を求める。
Pds=Pd/4
平均損失では電流検出抵抗の損失も含まれているので、その電圧降下を考慮して求める。
Vsat=IOH・Ron ＋ IOH・Rs
Vdf=Vdf ＋ IOH・Rs
パワー MOSFET の定常熱抵抗は 19.2℃/W である。
No.7307-15/17
STK672-070
fc -- VCC2
53
53
51
51
49
47
45
43
41
43
41
37
35
4.2
4.4
4.6
4.8
5.0
5.2
5.4
5.6
5.8
6.0
0
40
1.5
°C
05
1
=
Tc 25°C
0.5
80
100
0
120
ITF02184
Vdf -- IOH
1.8
2.0
60
基板温度, Tc -- °C
Vsat -- IOH
1.0
20
ITF02183
内蔵ダイオード順方向電圧, Vdf -- V
出力飽和電圧, Vsat -- V
45
39
2.5
1.6
1.4
C
25°
Tc=
°C
105
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.5
1.0
1.5
2.0
モータ電流, IOH -- A
2.5
0
1.0
0.8
0.6
0.4
2.5
ITF02186
テストモータ: PK244-01B
1.2
モータ電流, IOH -- A
1.0
2.0
IOH -- Tc
1.4
1.2
1.5
モータ電流, IOH -- A
テストモータ: PK244-01B
1.4
0.5
ITF02185
IOH -- VCC1
1.6
モータ電流, IOH -- A
47
37
電源電圧, VCC2 -- V
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.2
0
10
0
15
20
25
30
35
40
45
モータ電源電圧, VCC1 -- V
50
0
20
40
60
80
100
基板温度, Tc -- °C
ITF02187
IVref -- Vref
450
120
ITF02188
IVref -- Tc
450
400
基準電圧入力電流, IVref -- µA
400
基準電圧入力電流, IVref -- µA
49
39
35
4.0
fc -- Tc
55
PWM周波数, fc -- kHz
PWM周波数, fc -- kHz
55
350
300
250
200
150
100
50
350
Vref=2.0V
300
Vref=1.5V
250
200
Vref=1.0V
150
100
Vref=0.5V
50
0
0
0
0.5
1.0
1.5
2.0
基準電圧, Vref -- V
2.5
3.0
ITF02189
0
20
40
60
80
基板温度, Tc -- °C
100
120
ITF02190
No.7307-16/17
STK672-070
Vref -- IOH
2.0
1.8
80
基板温度上昇分, ∆Tc -- °C
基準電圧, Vref -- V
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
60
50
40
30
20
0
15
20
25
30
35
40
45
モータ電流, IOH -- V
50
0
ITF02191
基板温度上昇試験
40
2.5
テストモータ: PK264-01B
VCC1 =24V, VCC2 =5V
IOH =1A（放熱器なし）
2e
x
30
25
20
15
x
1-2e
4W
10
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
ハイブリッドIC内部平均電力損失, Pd -- W ITF02192
動作基板温度Tcに対するモータ電流IOHの軽減曲線
2.0
モータ電流, IOH -- A
35
基板温度上昇分, △Tc -- °C
70
10
0.2
0
10
∆Tc -- Pd
90
テストモータ: PK244-01B
VCC1 =24V
1.5
1.0
0.5
5
0
100
0
2
3
5 7 1000
2
3
5 7 10000
CLK周波数, PPS -- Hz
2
3
5 7100000
ITF02193
0
20
40
60
80
100
基板温度, Tc -- °C
120
ITF02194
注意
・上記電流範囲は、出力電圧がアバランシェ状態でない時を示す。
・上記動作基板温度 Tc は、モータ動作時と同時に測定される値である。Tc は、周囲温度 Ta, IOH 値 , IOH の連続
または 間欠動作状態により変動するので必ず実際のセットで確認すること。
本書記載の製品は、定められた条件下において、記載部品単体の性能・特性・機能などを規定するものであ
り、お客様の製品（機器）での性能・特性・機能などを保証するものではありません。部品単体の評価では
予測できない症状・事態を確認するためにも、お客様の製品で必要とされる評価・試験を必ず行って下さい。
弊社は、高品質・高信頼性の製品を供給することに努めております。しかし、半導体製品はある確率で故障
が生じてしまいます。この故障が原因となり、人命にかかわる事故、発煙・発火事故、他の物品に損害を与
えてしまう事故などを引き起こす可能性があります。機器設計時には、このような事故を起こさないような、
保護回路・誤動作防止回路等の安全設計、冗長設計・機構設計等の安全対策を行って下さい。
本書記載の製品が、外国為替及び外国貿易法に定める規制貨物（役務を含む）に該当する場合、輸出する
際に同法に基づく輸出許可が必要です。
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がって、ご使用の際には、「納入仕様書」でご確認下さい。
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るものではありません。また、この資料は正確かつ信頼すべきものであると確信しておりますが、その使用
にあたって第３者の工業所有権その他の権利の実施に対する保証を行うものではありません。
PS No.7307-17/17