Datasheet TB6559FG Datasheet (TOSHIBA)

TB6559FG 使用上の注意点

TB6559FG 使用上の注意点

TB6559FG は、DC ブラシモータ用のシングルH-ブリッジドライバです。ダイレクトPWM駆動と定電流駆動を選択

可能です。

1. 電源電圧

(1) 動作電源電圧範囲

項目 記号 動作電源電圧範囲 単位

制御電源電圧 V

最大定格は 50 V ですが、動作電源電圧は、27 V 以下に設定してください。

10~30 V

CC

(2) 電源投入/遮断方法

VCC投入時の誤動作防止のために、SB = Low (スタンバイモード) に設定してください。
遮断時も同様に SB = Low (スタンバイモード) に設定してください。

2. 出力電流

最大定格は 2.5 A (peak) となっております。瞬時でもこの値を越えないでください。
平均許容電流はトータルの許容損失により制限されます。許容損失を超えない範囲でご使用ください。

3. 制御入力

(1) IN1, IN2 信号入力

IN1, IN2 入力により、出力モードを選択します。
V
プルダウン抵抗 10 0 k Ω (typ.) を内蔵しております。

IN (H)

= 2 V, V

(2) スタンバイ入力

SB 端子を Low にすることでスタンバイ状態となり、出力トランジスタを全 OFF します。
V
プルダウン抵抗 10 0 k Ω (typ.) を内蔵しており、入力オープン時、スタンバイ状態になります。

(3) V

ref

V

ードの場合、その入力電圧値により定電流値が設定されます。入力は、トランジスタのベース入力となってお
り、ハイインピーダンスとなっております (V

= 2 V, V

IN (H)

入力

入力電圧により、定電流 PWM 制御およびダイレクト PWM モードを選択します。定電流 PWM 制御モ

ref

= 0.8 V で、3 V 系の入力信号でも制御が可能です。

IN (L)

= 0.8 V で、3 V 系の入力信号でも制御が可能です。

IN (L)

= 5 V 入力時、入力電流= 1 μA)。

ref

1

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入力ファンクション表

入力 (Input) 出力 (Output)

V

定電流 PWM 制御モード

ダイレクト PWM 制御モード

IN1 IN2 SB

ref

0~3 V

4.5 V

~V

REG

PWM/OSC

端子

H Ｈ H コンデンサ ⎯ L L

L H H コンデンサ

H Ｌ H コンデンサ

L L H コンデンサ ⎯

X X L

H Ｈ H

L H H

H Ｌ H

L L H

X X L

コンデンサ ⎯

H
L

H
L

H
L

H
L

H
L

IO (100%)

(typ.)

Vref

RS6

⋅

Vref

RS6

⋅

L L

OUT1 OUT2 モード (mode)

L
L

定電流チョップ

(ハイインピーダンス: Hi-Z)

(ハイインピーダンス: Hi-Z)

(

ハイインピーダンス: Hi-Z)

(

ハイインピーダンス: Hi-Z)

OFF

OFF

L
L

H
L

OFF

OFF

定電流チョップ

L
L

H
L

L
L

ショートブレーキ

Short break

逆転

CCW

ショートブレーキ

(Short break)

正転

CW

ショートブレーキ

(Short break)

ストップ

Stop

スタンバイ

Standby

ショートブレーキ

Short break

逆転

CCW

ショートブレーキ

(Short break)

正転

CW

ショートブレーキ

(Short break)

ストップ

Stop

スタンバイ

Standby

2

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4. PWM 動作

定電流 PWM 制御、およびダイレクト PWM 制御時は、通常動作とショートブレーキの繰り返しとなります。
出力回路での上下パワートランジスタの同時 ON による貫通電流を防止するために上下のパワートランジスタの

ON ↔ OFFが切り替わるタイミングにおいて300 ns (設計目標値) のデットタイムを IC 内部にて生成しています。

このため、外部入力により OFF タイムを挿入することなく、同期整流方式による PWM 制御が可能です。
なお、CW ↔ CCW, CW (CCW) ↔ ショートブレーキ時にも、内部にて生成されるデットタイムにより OFF タ

イムの挿入は不要です。

OUT1

M

PWM ON

t1

VCC

OUT1 OUT1

RS

M

PWM OFF → ON

t4 = 300 ns (typ.)

M

PWM ON → OFF

t2 = 300 ns (typ.)

V

CC

OUT1OUT1

RS

V

CC

RS

PWM ON

t5

V

CC

M

RS

PWM OFF

t3

V

CC

M

RS

3

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4.1 定電流 PWM 制御

V

= 0~3 V の場合、定電流 PWM 制御モードとなります。

ref

PWM OFF (t3) は、OSC 端子の発振より内部で生成されるクロック周波数により決定されます。
I

が設定値に到達後 PWM OFF し、内部CK の 4 クロック発目の立ち上がりで PWM ON する OFF 時間

OUT

固定タイプです。

負荷条件 (モータの L, R 定数) や設定電流値により、ON 時間が変わりますので、PWM 周波数が可聴周波数

以上 (15 kHz 以上) になるように OFF 時間つまり外付けコンデンサ値を設定ください。

OSC 周波数の発振周波数は、以下の式で近似されます。

f

OSC

内部 CK

I

OUT

= 1/(0.523 × (C

osc

× 3700 + C

osc

× 600)

osc

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GND

PWM ON

t1

PWM OFF

t3

PWM ON

t5

PWM OFF

t3

外付けコンデンサと発振周波数の実測および計算値は以下グラフとなります (実測値はセンター品での参考

値)。

1000

800

600

(kHz)

400

osc

f

200

外付けコンデンサ – 発信周波数

f

(計算)

osc

0

0

2000 4000 6000 8000 10000

C (pF)

f

(実測)

osc

4

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定電流駆動時のモータ電流の設定方法

モータ電流は、V
I

O (peak)

本回路はピーク電流検出方式を採用しているため、平均電流は設定値以下となります。
コイルの時定数、PWM 周波数、などにより電流リップルが変わりよって平均電流値も変わりますので評価の

上最適値を決定してください。

例: 定電流駆動時波形

電圧、電流検出抵抗 Rs によって設定されます。

ref

= V

× 1/6 × 1/Rs [A]

ref

OSC/PWM

VRSA

OUT1

4.2 ダイレクト PWM 制御

V

= 4.5 V~V

ref

OSC/PWM 端子より PWM 信号を入力することで、それに同期して出力上側 FET が ON/OFF します。

前述の通り、内部にてデットタイムを生成していますので、外部からの設定は不要となります。

の場合、ダイレクト PWM 制御モードとなります。

reg

OSC/PWM

<

<条件>

V

= 24 V

CC

V

= 5 V

ref

OSC/PWM

モータ負荷
常温

条件>

V

= 24 V

CC

V

= 0.5 V

ref

C

=モータ負荷

osc

RSA = 1 Ω

常温

入力: 0/5 V. 50 kHz

OUT1

5

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OSC/PWM 入力−出力応答性

OSC/PWM 入力~駆動出力間の応答性にきまして、以下参考データを示します。

OSC/PWM

OUT1

<条件>

V

CC

V

ref

OSC/PWM

出力: オープン
常温

5. 検出回路

本 IC は以下の機能を内蔵しておりますが、如何なる場合でも IC を保護するものではありません。
必ず定格以内でご使用ください。出力短絡、出力天絡/地絡の場合、回路動作の前に IC が破壊する場合がありま

す。

(1) 過電流検出回路

4つの出力トランジスタに流れる電流を検知し1つでも設定 (5.0 A (typ.) を超えると全ての出力を OFF しま

す。出力 OFF 後、50 μs (ty p .) で復帰します。

過電流検出値はおよそ 4 A ~ 6 A のばらつきを持っております。

(2) 熱遮断回路

ジャンクション温度が 160°C (typ.) を超えると全出力を OFF します。
また温度ヒス = 40°C (typ.) を持っており、ジャンクション温度が 120°C まで下がると復帰します。

0.7 μs

= 24 V

= 5 V (ダイレクト PWM 制御モード)

入力: 0/5 V, 50 kHz

OSC/PWM

1.0 μs

OUT1

6. 異常状態検出信号出力

熱遮断回路、および過電流検出回路が動作した場合、Alert 端子より信号を出力します。
通常時 : L 出力
異常検出時 : H出力
出力は、CMOS 出力となっております。

6

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7. 応用回路例

A

A

A

(1) 定電流 PWM 駆動

定電流 PWM 駆動

5 V

V

DD

GND

PORT1

PORT2

PORT3

PORT4

0 V~3 V

(注 5)

IN1

1

16

IN2

SB

2

3

Vref

OSC/PWM

14

11

LERT

RS

TB6559FG

S-GND

8

4/12/13

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(注 4)

C

1

VREG

(

15

OUT1

OUT2

P-GND

10

注 1)

5

VCC

ヒューズ

C2

7

9

C

3

(

注 2)

24 V

M

マイコン

(2) ダイレクト PWM 駆動

ダイレクト PWM 駆動

5 V

V

DD

PWM

PORT1

PORT2

PORT3

GND

マイコン

(注 6)

14

1

16

2

(注 5)

LERT

OSC/PWM

IN1

IN2

SB

Vref

3

5 V

11

TB6559FG

RSA

8

S-GND
4/12/13

注 3)

(

(注 4)

C

注3)

(

1

15

VREG

P-GND

(

注 1)

5

VCC

OUT1

OUT2

10

ヒューズ

C2

7

9

C

3

M

(

注 2)

24 V

注 1: 電源端子用コンデンサ

V

と GND 間にコンデンサを、できるだけ IC の近くに接続してください。

CC

推奨値

項目 推奨値 備考

VCC – GND 間

50 μF~100 μF 電解コンデンサ

0.001 μF~1 μF

セラミックコンデンサ

注 2: 出力間コンデンサ、抵抗

モータのブラシノイズ除去する場合、接続ください。その場合、コンデンサが充電されていない状態で
は通電時、瞬間的に出力短絡モードとなりますので、抵抗により電流を制限してください。

7

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注 3: GND

S-GND、および P-GND は IC の近くで十分にエリアを確保の上、接続してください。

注 4: V

推奨値

注 5: FIN

注 6: OSC/PWM 端子用コンデンサ
推奨値

端子用コンデンサ

reg

V

と GND の間にコンデンサを、できるだけ IC の近くに接続してください。

reg

項目 推奨値 備考

V

– GND 間 0.1 μF~1 μF セラミックコンデンサ

reg

FIN は、GND に接続してください。FIN 実装部分の GND パターンをより大きくレイアウトすることに

より、また金属膜を採用することにより放熱効果は上がります。また、多層基板の場合、スルーホール
を通して裏面にも同様なレイアウトをすることで、更なる改善が可能です。

項目 推奨値 備考

OSC/PWM – GND 間 820 pF~4700 pF セラミックコンデンサ

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8. 電力損失計算方法

IC での電力損失は以下により計算されます。

PWM Duty = 100%時

P = VCC × ICC + I

周囲温度が高ければ、許容損失は小さくなります。Pd − Ta 特性データにより、マージンのある放熱設計をお

願いします。

周囲温度とジャンクション温度の関係は以下式により計算されます。必ずジャンクション温度は 150°C 以下

としてください。

Tj = P × R

R
(下記、単体および一定条件基板実装時での過渡熱抵抗参考データを示します。)

PWM 動作時

下記にて簡易的に計算が可能です。(実際には、スイッチングロス分が発生します。)

P = V

は実装基板などの使用環境に依存しますので注意してください。

th (j-a)

CC

① 単体
② 基板実装時

PCB 面積 60 mm × 30 mm × 1.6 mm
銅箔面積 50%以上

th (j-a)

*: R
*: Ta: 周囲温度

× ICC + I

2

× Ron (上下和)

O

+ Ta

: ジャンクション−周囲温度間熱抵抗

th (j-a)

2

× Ron (上下和) × duty

O

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① 基板実装時

PCB 面積 60 mm × 30 mm × 1.6 mm
銅箔面積 50%以上

② 単体θ

= 140°C/W

j-a

9

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9. 評価ボード

A

下記、評価ボードを準備しております (ソケットタイプ)。

V

用セラミック

CC

コンデンサ

SW = M: 外部入力可能
SW = H: 5 V
SW = L: GND

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V

用電解コンデンサ

CC

OSC 発振用コンデンサ

モータ

0~3 V 入力: 定電流 PWM

4.5 V~V

ダイレクト PWM

reg

入力:

V

用コンデンサ RSA-GND 間電流検出抵抗

reg

lert 出力

5 V 出力

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かる法令に適合するようご使用ください。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、当社
は一切の責任を負いかねます。

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