ST L6470 User Manual

L6470

dSPIN fully integrated microstepping motor driver with motion engine and SPI

Datasheet production data

Features

Operating voltage: 8 - 45 V

7.0 A out peak current (3.0 A r.m.s.)

Low RDS(on) Power MOSFETs

Programmable speed profile and positioning

Programmable power MOS slew rate

Up to 1/128 microstepping

Sensorless stall detection

SPI interface

Low quiescent and standby currents

Programmable non-dissipative overcurrent protection on high and low-side

Two levels of overtemperature protection

Application

Bipolar stepper motors

Description

The L6470, realized in analog mixed signal technology, is an advanced fully integrated solution suitable for driving two-phase bipolar stepper motors with microstepping. It integrates a dual low RDS(on) DMOS full bridge with all of the

Table 1. Device summary

POWERSO36 HTSSOP28

power switches equipped with an accurate onchip current sensing circuitry suitable for nondissipative current control and overcurrent protection. Thanks to a unique control system, a true 1/128 steps resolution is achieved. The digital control core can generate user defined motion profiles with acceleration, deceleration, speed or target position, easily programmed through a dedicated registers set. All commands and data registers, including those used to set analogue values (i.e. current control value, current protection trip point, deadtime, PWM frequency, etc.) are sent through a standard 5- Mbit/s SPI. A very rich set of protections (thermal, low bus voltage, overcurrent, motor stall) allows the design of a fully protected application, as required by the most demanding motor control applications.

Order codes

Package

Packaging

 

 

 

L6470H

HTSSOP28

Tube

 

 

 

L6470HTR

HTSSOP28

Tape and reel

 

 

 

L6470PD

POWERSO36

Tube

 

 

 

L6470PDTR

POWERSO36

Tape and reel

 

 

 

June 2012

Doc ID16737 Rev 4

1/70

This is information on a product in full production.

www.st.com

Contents

L6470

 

 

Contents

1

Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 8

2

Electrical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 9

 

2.1

Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

 

2.2

Recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

 

2.3

Thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

3

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

4

Pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

 

4.1

Pin list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

5

Typical applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

6

Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

 

6.1

Device power-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

 

6.2

Logic I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

 

6.3

Charge pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

 

6.4

Microstepping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

6.4.1 Automatic full-step mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

6.5

Absolute position counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

6.6

Programmable speed profiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

 

6.6.1

Infinite acceleration/deceleration mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

6.7 Motor control commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

6.7.1 Constant speed commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.7.2 Positioning commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 6.7.3 Motion commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 6.7.4 Stop commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 6.7.5 Step-clock mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 6.7.6 GoUntil and ReleaseSW commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

6.8 Internal oscillator and oscillator driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

6.8.1 Internal oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 6.8.2 External clock source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

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Doc ID16737 Rev 4

L6470

Contents

 

 

6.9 Overcurrent detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 6.10 Undervoltage lockout (UVLO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 6.11 Thermal warning and thermal shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 6.12 Reset and standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 6.13 External switch (SW pin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 6.14 Programmable DMOS slew rate, deadtime and blanking time . . . . . . . . . 31 6.15 Integrated analog-to-digital converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 6.16 Internal voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 6.17 BUSY\SYNC pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6.17.1 BUSY operation mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 6.17.2 SYNC operation mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6.18 FLAG pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

7

Phase current control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

 

7.1

PWM sinewave generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

 

7.2

Sensorless stall detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

 

7.3

Low speed optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

 

7.4

BEMF compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

 

7.5

Motor supply voltage compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

 

7.6

Winding resistance thermal drift compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

8

Serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

9

Programming manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

 

9.1

Registers and flags description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

 

 

9.1.1

ABS_POS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41

 

 

9.1.2

EL_POS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41

 

 

9.1.3

MARK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

 

 

9.1.4

SPEED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

 

 

9.1.5

ACC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

 

 

9.1.6

DEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

 

 

9.1.7

MAX_SPEED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

 

 

9.1.8

MIN_SPEED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

 

 

9.1.9

FS_SPD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

 

 

9.1.10

KVAL_HOLD, KVAL_RUN, KVAL_ACC and KVAL_DEC . . . . . . . . . . . .

44

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Contents

L6470

 

 

9.1.11 INT_SPEED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.1.12 ST_SLP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.1.13 FN_SLP_ACC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.1.14 FN_SLP_DEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.1.15 K_THERM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.1.16 ADC_OUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 9.1.17 OCD_TH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 9.1.18 STALL_TH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 9.1.19 STEP_MODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 9.1.20 ALARM_EN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 9.1.21 CONFIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 9.1.22 STATUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

9.2 Application commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

9.2.1 Command management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 9.2.2 Nop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 9.2.3 SetParam (PARAM, VALUE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 9.2.4 GetParam (PARAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.2.5 Run (DIR, SPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 9.2.6 StepClock (DIR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.2.7 Move (DIR, N_STEP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 9.2.8 GoTo (ABS_POS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 9.2.9 GoTo_DIR (DIR, ABS_POS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 9.2.10 GoUntil (ACT, DIR, SPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 9.2.11 ReleaseSW (ACT, DIR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 9.2.12 GoHome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 9.2.13 GoMark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 9.2.14 ResetPos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 9.2.15 ResetDevice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 9.2.16 SoftStop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 9.2.17 HardStop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 9.2.18 SoftHiZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 9.2.19 HardHiZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 9.2.20 GetStatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

10

Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

65

11

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Doc ID16737 Rev 4

L6470

List of tables

 

 

List of tables

Table 1. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Table 2. Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Table 3. Recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Table 4. Thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Table 5. Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Table 6. Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Table 7. Typical application values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Table 8. CL values according to external oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Table 9. Registers map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Table 10. EL_POS register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Table 11. MIN_SPEED register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Table 12. Voltage amplitude regulation registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Table 13. Winding resistance thermal drift compensation coefficient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Table 14. ADC_OUT value and motor supply voltage compensation feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Table 15. Overcurrent detection threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Table 16. Stall detection threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 17. STEP_MODE register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 18. Step mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 19. SYNC output frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Table 20. SYNC signal source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Table 21. ALARM_EN register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Table 22. CONFIG register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Table 23. Oscillator management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Table 24. External switch hard stop interrupt mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Table 25. Overcurrent event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Table 26. Programmable power bridge output slew rate values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 27. Motor supply voltage compensation enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 28. PWM frequency: integer division factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 29. PWM frequency: multiplication factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 30. Available PWM frequencies [kHz]: 8-MHz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 31. Available PWM frequencies [kHz]: 16-MHz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 32. Available PWM frequencies [kHz]: 24-MHz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Table 33. Available PWM frequencies [kHz]: 32-MHz oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Table 34. STATUS register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Table 35. STATUS register DIR bit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Table 36. STATUS register MOT_STATE bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Table 37. Application commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Table 38. Nop command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Table 39. SetParam command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Table 40. GetParam command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Table 41. Run command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Table 42. Stepclock command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Table 43. Move command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Table 44. GoTo command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Table 45. GoTo_DIR command structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Table 46. GoUntil command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 47. ReleaseSW command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 48. GoHome command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Doc ID16737 Rev 4

5/70

List of tables

L6470

 

 

Table 49. GoMark command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Table 50. ResetPos command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Table 51. ResetDevice command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Table 52. SoftStop command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Table 53. HardStop command structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Table 54. SoftHiZ command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Table 55. HardHiZ command structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Table 56. GetStatus command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Table 57. HTSSOP28 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Table 58. POWERSO36 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Table 59. Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

6/70

Doc ID16737 Rev 4

L6470

List of figures

 

 

List of figures

Figure 1. Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Figure 2. HTSSOP28 pin connection (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Figure 3. POWERSO36 pin connection (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Figure 4. Bipolar stepper motor control application using L6470 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Figure 5. Charge pump circuitry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Figure 6. Normal mode and microstepping (128 microsteps) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Figure 7. Automatic full-step switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Figure 8. Speed profile in infinite acceleration/deceleration mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Figure 9. Constant speed command examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Figure 10. Positioning command examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Figure 11. Motion command examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Figure 12. OSCIN and OSCOUT pin configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Figure 13. External switch connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Figure 14. Internal 3 V linear regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Figure 15. Current distortion and compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Figure 16. BEMF compensation curve. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Figure 17. Motor supply voltage compensation circuit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Figure 18. SPI timings diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Figure 19. Daisy chain configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Figure 20. Command with 3-byte argument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Figure 21. Command with 3-byte response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Figure 22. Command response aborted . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Figure 23. HTSSOP28 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Figure 24. POWERSO36 drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Doc ID16737 Rev 4

7/70

ST L6470 User Manual

Block diagram

L6470

 

 

1 Block diagram

Figure 1. Block diagram

 

VDD

OSCIN

OSCOUT ADCIN

VREG

CP

VBOOT

 

 

 

Ext. Osc. driver

 

Charge

 

 

 

16MHz

 

pump

 

 

 

 

&

 

 

 

 

Oscillator

 

 

 

 

VSA

 

Clock gen.

3 V

 

 

 

 

 

 

 

STBY/RST

 

 

ADC

Voltage Reg.

Vboot

Vboot

VSA

 

 

 

FLAG

 

 

 

 

HS A1

 

HS A2

 

 

 

 

 

 

 

OUT1A

 

sters

 

 

HS A1

 

 

OUT2A

 

 

 

LS A1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HS A2

LS A1

 

LS A2

 

Regi

 

 

 

 

 

 

 

Control

LS A2

 

 

PGND

 

 

 

 

 

 

VDD

 

 

 

 

 

 

 

Logic

 

 

 

 

 

 

 

HS B1

 

 

VSB

 

 

 

 

 

 

CS

 

 

 

LS B1

Vboot

Vboot

VSB

CK

 

 

 

HS B2

 

 

 

SPI

 

 

LS B2

HS B1

 

HS B2

 

 

 

 

 

 

SDO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OUT1B

 

 

 

 

 

 

 

SDI

 

 

 

 

 

 

OUT2B

 

 

 

 

 

 

 

BUSY/SYNC

 

 

Temperature

Current DACs

LS B1

 

LS B2

 

 

 

&

 

 

 

 

sensing

 

 

 

 

 

 

Comparators

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PGND

STCK

 

 

 

 

 

 

VDD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Current

 

SW

 

 

 

 

 

sensing

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DGND

 

 

 

 

 

AGND

 

 

 

 

 

 

 

AM02377v1

8/70

Doc ID16737 Rev 4

L6470

Electrical data

 

 

2 Electrical data

2.1Absolute maximum ratings

Table 2.

Absolute maximum ratings

 

 

 

Symbol

Parameter

Test condition

Value

Unit

 

 

 

 

 

VDD

Logic interface supply voltage

 

5.5

V

VS

Motor supply voltage

VSA = VSB = VS

48

V

VGND, diff

Differential voltage between AGND,

 

±0.3

V

PGND and DGND

 

Vboot

Bootstrap peak voltage

 

55

V

VREG

Internal voltage regulator output pin

 

3.6

V

and logic supply voltage

 

VADCIN

Integrated ADC input voltage range

 

-0.3 to +3.6

V

(ADCIN pin)

 

VOSC

OSCIN and OSCOUT pin voltage

 

-0.3 to +3.6

V

range

 

 

 

Differential voltage between VSA,

VSA = VSB = VS

 

 

Vout_diff

OUT1A, OUT2A, PGND and VSB,

48

V

 

 

OUT1B, OUT2B, PGND pins

 

 

 

VLOGIC

Logic inputs voltage range

 

-0.3 to +5.5

V

 

(1)

R.m.s. output current

 

3

A

Iout

 

 

(1)

Pulsed output current

TPULSE < 1 ms

7

A

Iout_peak

TOP

Operating junction temperature

 

150

°C

Ts

Storage temperature range

 

-55 to 150

°C

P

tot

Total power dissipation (T = 25 ºC)

(2)

5

W

 

A

 

 

 

1.Maximum output current limit is related to metal connection and bonding characteristics. Actual limit must satisfy maximum thermal dissipation constraints.

2.HTSSOP28 mounted on EVAL6470H.

Doc ID16737 Rev 4

9/70

Electrical data

L6470

 

 

2.2Recommended operating conditions

Table 3.

Recommended operating conditions

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test condition

 

Value

Unit

 

 

 

 

 

 

 

VDD

Logic interface supply voltage

3.3 V logic outputs

 

3.3

 

V

 

 

 

 

5 V logic outputs

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VS

Motor supply voltage

VSA = VSB = VS

8

 

45

V

 

Differential voltage between

 

 

 

 

 

Vout_diff

VSA, OUT1A, OUT2A, PGND

VSA = VSB = VS

 

 

45

V

and VSB, OUT1B, OUT2B,

 

 

 

PGND pins

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VREG,in

Logic supply voltage

VREG voltage imposed

3.2

3.3

 

V

by external source

 

VADC

Integrated ADC input voltage

 

0

 

VREG

V

(ADCIN pin)

 

 

Tj

Operating junction temperature

 

- 25

 

125

°C

2.3Thermal data

Table 4.

Thermal data

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Package

 

Typ.

Unit

 

 

 

 

 

 

RthJA

Thermal resistance junction-ambient

HTSSOP28

(1)

22

°C/W

 

 

 

POWERSO36 (2)

12

 

 

 

1.HTSSOP28 mounted on EVAL6470H rev 1.0 board: four-layer FR4 PCB with a dissipating copper surface of about 40 cm2 on each layer and 15 via holes below the IC.

2.POWERSO36 mounted on EVAL6470PD rev 1.0 board: four-layer FR4 PCB with a dissipating copper surface of about 40 cm2 on each layer and 22 via holes below the IC.

10/70

Doc ID16737 Rev 4

L6470

Electrical characteristics

 

 

3 Electrical characteristics

VSA = VSB = 36 V; VDD = 3.3 V; internal 3 V regulator; TJ = 25 °C, unless otherwise

 

specified.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 5.

Electrical characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

Test condition

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

General

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSthOn

VS UVLO turn-on threshold

 

 

 

 

 

7.5

8.2

8.9

V

VSthOff

VS UVLO turn-off threshold

 

 

 

 

 

6.6

7.2

7.8

V

VSthHyst

VS UVLO threshold hysteresis

 

 

 

 

 

0.7

1

1.3

V

 

 

Internal oscillator selected;

 

 

 

 

Iq

Quiescent motor supply current

VREG = 3.3 V ext; CP

 

0.5

0.65

mA

 

 

floating

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj(WRN)

Thermal warning temperature

 

 

 

 

 

 

130

 

°C

Tj(SD)

Thermal shutdown temperature

 

 

 

 

 

 

160

 

°C

Charge pump

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vpump

Voltage swing for charge pump oscillator

 

 

 

 

 

 

10

 

V

fpump,min

Minimum charge pump oscillator frequency

 

 

 

 

 

 

660

 

kHz

(1)

 

 

 

 

 

 

 

fpump,max

Maximum charge pump oscillator frequency

 

 

 

 

 

 

800

 

kHz

(1)

 

 

 

 

 

 

 

Iboot

Average boot current

fsw,A = fsw,B = 15.6 kHz

 

1.1

1.4

mA

POW_SR = '10'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Output DMOS transistor

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RDS(on)

High-side switch on-resistance

Tj = 25 °C, Iout = 3 A

 

0.37

 

 

T

= 125 °C, (2)

I

 

= 3 A

 

0.51

 

 

 

 

j

 

out

 

 

 

 

RDS(on)

Low-side switch on-resistance

Tj = 25 °C, Iout = 3 A

 

0.18

 

 

 

 

Tj = 125 °C, (2) Iout = 3 A

 

0.23

 

 

 

 

 

 

 

IDSS

Leakage current

OUT = VS

 

 

 

 

 

3.1

mA

OUT = GND

 

 

 

-0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '00', Iout = +1 A

 

100

 

 

 

 

POW_SR = '00', Iout = -1 A

 

80

 

 

t

Rise time (3)

POW_SR = '11', I

 

= ±1 A

 

100

 

ns

r

 

 

 

 

out

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '10', Ilout = ±1 A

 

200

 

 

 

 

POW_SR = '01', Iout = ±1 A

 

300

 

 

Doc ID16737 Rev 4

11/70

Electrical characteristics

 

 

 

 

L6470

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 5.

Electrical characteristics (continued)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test condition

Min.

Typ.

Max.

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '00'; Iout = +1 A

 

90

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '00'; Iout = -1 A

 

110

 

 

 

t

f

Fall time (3)

POW_SR = '11', I = ±1 A

 

110

 

 

ns

 

 

out

 

 

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '10', Iout = ±1 A

 

260

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '01', Iload= ±1 A

 

375

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '00', Iout = +1 A

 

285

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '00', Iout = -1 A

 

360

 

 

 

SRout_r

Output rising slew rate

POW_SR = '11', Iout = ±1 A

 

285

 

 

V/µs

 

 

 

POW_SR = '10', Iout = ±1 A

 

150

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '01', Iout = ±1 A

 

95

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '00', Iout = +1 A

 

320

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '00', Iout = -1 A

 

260

 

 

 

SRout_f

Output falling slew rate

POW_SR = '11', Iout = ±1 A

 

260

 

 

V/µs

 

 

 

POW_SR = '10', Iout = ±1 A

 

110

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '01', Iout = ±1 A

 

75

 

 

 

Deadtime and blanking

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '00'

 

250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '11',

 

375

 

 

 

 

 

 

fOSC = 16 MHz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

Deadtime (1)

POW_SR = '10',

 

 

 

 

ns

DT

 

 

625

 

 

 

 

 

 

fOSC = 16 MHz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '01',

 

875

 

 

 

 

 

 

fOSC = 16 MHz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '00'

 

250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '11',

 

375

 

 

 

 

 

 

fOSC = 16 MHz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

Blanking time (1)

POW_SR = '10',

 

 

 

 

ns

blank

 

 

625

 

 

 

 

 

 

fOSC = 16 MHz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POW_SR = '01',

 

875

 

 

 

 

 

 

fOSC = 16 MHz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Source-drain diodes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSD,HS

High-side diode forward ON voltage

Iout = 1 A

 

1

1.1

 

V

VSD,LS

Low-side diode forward ON voltage

Iout = 1 A

 

1

1.1

 

V

trrHS

High-side diode reverse recovery time

Iout = 1 A

 

30

 

 

ns

trrLS

Low-side diode reverse recovery time

Iout = 1 A

 

100

 

 

ns

12/70

Doc ID16737 Rev 4

L6470

 

 

 

 

 

 

 

Electrical characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 5.

Electrical characteristics (continued)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

 

 

 

 

Test condition

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Logic inputs and outputs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIL

Low logic level input voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.8

V

VIH

High logic level input voltage

 

 

 

 

 

 

2

 

 

V

I

High logic level input current (4)

 

V

IN

= 5 V

 

 

1

µA

IH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

Low logic level input current (5)

 

V

IN

= 0 V

-1

 

 

µA

IL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

Low logic level output voltage (6)

 

VDD = 3.3 V, IOL = 4 mA

 

 

0.3

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OL

 

 

 

VDD = 5 V, IOL = 4 mA

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VDD = 3.3 V, IOH = 4 mA

2.4

 

 

 

VOH

High logic level output voltage

 

VDD = 5 V,

4.7

 

 

V

 

 

 

 

IOH = 4 mA

 

 

 

 

RPU

 

 

 

 

 

= GND;

 

 

 

 

CS pull-up and STBY pull-down resistors

 

CS

335

430

565

kΩ

 

 

 

 

 

 

 

RPD

 

STBY/RST = 5 V

 

 

 

 

 

 

 

Ilogic

Internal logic supply current

 

 

3.3 V VREG externally

 

3.7

4.3

mA

 

 

supplied, internal oscillator

 

Ilogic,STBY

Standby mode internal logic supply current

 

3.3 V VREG externally

 

2

2.5

µA

 

supplied

 

fSTCK

Step-clock input frequency

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

MHz

Internal oscillator and external oscillator driver

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fosc,i

Internal oscillator frequency

 

 

Tj = 25 °C,

-3%

16

+3%

MHz

 

 

VREG = 3.3 V

 

 

 

 

 

 

 

 

fosc,e

Programmable external oscillator frequency

 

 

 

 

 

 

8

 

32

MHz

 

 

 

 

Internal oscillator 3.3 V

 

 

 

 

VOSCOUTH

OSCOUT clock source high level voltage

 

VREG externally supplied;

2.4

 

 

V

 

 

 

 

IOSCOUT = 4 mA

 

 

 

 

 

 

 

 

Internal oscillator 3.3 V

 

 

 

 

VOSCOUTL

OSCOUT clock source low level voltage

 

VREG externally supplied;

 

 

0.3

V

 

 

 

 

IOSCOUT = 4 mA

 

 

 

 

trOSCOUT

OSCOUT clock source rise and fall time

Internal oscillator

 

 

20

ns

tfOSCOUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

textosc

Internal to external oscillator switching delay

 

 

 

 

 

 

 

3

 

ms

tintosc

External to internal oscillator switching delay

 

 

 

 

 

 

 

1.5

 

µs

SPI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fCK,MAX

Maximum SPI clock frequency (7)

 

 

 

 

 

 

5

 

 

MHz

trCK

SPI clock rise and fall time (7)

 

C

L

= 30 pF

 

 

25

ns

tfCK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

thCK

SPI clock high and low time

(7)

 

 

 

 

 

 

75

 

 

ns

tlCK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tsetCS

Chip select setup time (7)

 

 

 

 

 

 

 

350

 

 

ns

Doc ID16737 Rev 4

13/70

Electrical characteristics

 

 

 

 

L6470

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 5.

Electrical characteristics (continued)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test condition

Min.

Typ.

Max.

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

tholCS

Chip select hold time (7)

 

10

 

 

 

ns

tdisCS

Deselect time (7)

 

800

 

 

 

ns

tsetSDI

Data input setup time (7)

 

25

 

 

 

ns

tholSDI

Data input hold time (7)

 

20

 

 

 

ns

tenSDO

Data output enable time (7)

 

 

 

38

 

ns

tdisSDO

Data output disable time (7)

 

 

 

47

 

ns

tvSDO

Data output valid time (7)

 

 

 

57

 

ns

tholSDO

Data output hold time (7)

 

37

 

 

 

ns

Switch input (SW)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RPUSW

SW input pull-up resistance

SW = GND

60

85

110

 

kΩ

PWM modulators

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fPWM

Programmable PWM frequency (1)

fosc = 16 MHz

2.8

 

62.5

 

kHz

fosc = 32 MHz

5.6

 

125

 

 

 

 

 

 

NPWM

PWM resolution

 

 

8

 

 

bit

Stall detection

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISTALL,MAX

Maximum programmable stall threshold

STALL_TH = '1111111'

 

4

 

 

A

ISTALL,MIN

Minimum programmable stall threshold

STALL_TH = '0000000'

 

31.2

 

 

mA

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISTALL,RES

Programmable stall threshold resolution

 

 

31.2

 

 

mA

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Overcurrent protection

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOCD,MAX

Maximum programmable overcurrent

OCD_TH = '1111'

 

6

 

 

A

detection threshold

 

 

 

IOCD,MIN

Minimum programmable overcurrent

OCD_TH = '0000'

 

0.37

 

 

A

detection threshold

 

5

 

 

IOCD,RES

Programmable overcurrent detection

 

 

0.37

 

 

A

threshold resolution

 

 

5

 

 

tOCD,Flag

OCD to flag signal delay time

dIout/dt = 350 A/µs

 

650

1000

 

ns

tOCD,SD

OCD to shutdown delay time

dIout/dt = 350 A/µs

 

600

 

 

ns

POW_SR = '10'

 

 

 

Standby

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IqSTBY

Quiescent motor supply current in standby

VS = 8 V

 

26

34

 

µA

conditions

VS = 36 V

 

30

36

 

 

 

 

 

 

tSTBY,min

Minimum standby time

 

 

10

 

 

µs

tlogicwu

Logic power-on and wake-up time

 

 

38

45

 

µs

14/70

Doc ID16737 Rev 4

L6470

 

 

Electrical characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 5.

Electrical characteristics (continued)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test condition

 

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

tcpwu

Charge pump power-on and wake-up time

Power bridges disabled,

 

 

650

 

s

Cp = 10 nF, Cboot = 220 nF

 

 

 

 

 

 

 

 

Internal voltage regulator

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VREG

Voltage regulator output voltage

 

 

2.9

3

3.2

V

IREG

Voltage regulator output current

 

 

 

 

40

mA

VREG, drop

Voltage regulator output voltage drop

IREG = 40 mA

 

 

50

 

mV

IREG,STBY

Voltage regulator standby output current

 

 

 

 

10

mA

Integrated analog-to-digital converter

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NADC

Analog-to-digital converter resolution

 

 

 

5

 

bit

VADC,ref

Analog-to-digital converter reference voltage

 

 

 

VRE

 

V

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fS

Analog-to-digital converter sampling

 

 

 

fPWM

 

kHz

frequency

 

 

 

 

1.Accuracy depends on oscillator frequency accuracy.

2.Tested at 25 °C in a restricted range and guaranteed by characterization.

3.Rise and fall time depends on motor supply voltage value. Refer to SRout values in order to evaluate the actual rise and fall time.

4.Not valid for STBY/RST pin which has internal pull-down resistor.

5.Not valid for SW and CS pins which have internal pull-up resistors.

6.FLAG, BUSY and SYNC open drain outputs included.

7.See Figure 18 – SPI timings diagram for details.

Doc ID16737 Rev 4

15/70

Pin connection

L6470

 

 

4 Pin connection

Figure 2. HTSSOP28 pin connection (top view)

/54 !

 

 

/54 !

63!

 

 

0'.$

34"9<234

 

 

63!

37

 

 

34#+

!$#).

 

 

&,!'

62%'

 

 

#3

/3#).

 

 

"539<39.#

 

 

%0!$

 

/3#/54

 

 

$'.$

!'.$

 

 

3$)

#0

 

 

#+

6"//4

 

 

3$/

63"

 

 

6$$

0'.$

 

63"

/54 "

 

/54 "

!-V

Figure 3. POWERSO36 pin connection (top view)

1(/%

 

 

 

 

 

 

065 "

 

 

 

 

 

 

 

 

065 "

 

 

 

 

 

 

065 "

065 "

 

 

 

 

 

 

74"

 

74"

 

 

 

 

 

 

74"

 

74"

 

 

 

 

 

 

45$,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45#: 345

 

 

 

 

 

 

 

'-"(

 

%*3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$4

 

"%$*/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&1"%

 

#64:=4:/$

73&(

 

 

 

 

 

 

%(/%

04$*/

 

 

 

 

 

 

 

4%*

 

04$065

 

 

 

 

 

 

$,

 

"(/%

 

 

 

 

 

 

 

4%0

 

$1

 

 

 

 

 

 

7%%

 

7#005

 

 

 

 

 

 

74#

 

74#

 

 

 

 

 

 

74#

 

74#

 

 

 

 

 

 

065 #

065 #

 

 

 

 

 

 

065 #

065 #

 

 

 

 

 

 

1(/%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16/70

Doc ID16737 Rev 4

L6470

Pin connection

 

 

4.1Pin list

Table 6.

Pin description

 

 

 

No.

 

Name

Type

Function

 

 

 

HTSSOP

POWERSO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

24

 

VDD

Power

Logic outputs supply voltage (pull-up reference)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

9

 

VREG

Power

Internal 3 V voltage regulator output and 3.3 V

 

external logic supply

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Oscillator pin 1. To connect an external oscillator or

7

10

 

OSCIN

Analog input

clock source. If this pin is unused, it should be left

 

 

 

 

 

 

 

 

floating.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Oscillator pin 2. To connect an external oscillator.

8

11

 

OSCOUT

Analog output

When the internal oscillator is used this pin can

 

supply 2/4/8/16 MHz. If this pin is unused, it should be

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

left floating.

 

 

 

 

 

 

 

10

13

 

 

CP

Output

Charge pump oscillator output

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

14

 

VBOOT

Supply voltage

Bootstrap voltage needed for driving the high-side

 

power DMOS of both bridges (A and B)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

8

 

ADCIN

Analog input

Internal analog-to-digital converter input

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2, 26

4, 5, 33, 34

 

VSA

Power supply

Full bridge A power supply pin. It must be connected

 

to VSB.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12, 16

15, 16, 22, 23

 

VSB

Power supply

Full bridge B power supply pin. It must be connected

 

to VSA.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27, 13

1, 19

 

PGND

Ground

Power ground pin

 

 

 

 

 

 

1

2, 3

 

OUT1A

Power output

Full bridge A output 1

 

 

 

 

 

 

28

35, 36

 

OUT2A

Power output

Full bridge A output 2

 

 

 

 

 

 

14

17, 18

 

OUT1B

Power output

Full bridge B output 1

 

 

 

 

 

 

15

20, 21

 

OUT2B

Power output

Full bridge B output 2

 

 

 

 

 

 

9

12

 

AGND

Ground

Analog ground.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

7

 

SW

Logical input

External switch input pin. If not used the pin should be

 

connected to VDD.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

28

 

DGND

Ground

Digital ground

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

By default, this BUSY pin is forced low when the

 

 

 

 

 

 

 

 

device is performing a command. Otherwise the pin

22

29

BUSY\SYNC

Open drain output

can be configured to generate a synchronization

 

 

 

 

 

 

 

 

signal.

 

 

 

 

 

 

18

25

 

SDO

Logic output

Data output pin for serial interface

 

 

 

 

 

 

20

27

 

SDI

Logic input

Data input pin for serial interface

 

 

 

 

 

 

 

19

26

 

 

CK

Logic input

Serial interface clock

 

 

 

 

 

 

 

 

23

30

 

 

 

 

 

Logic input

Chip select input pin for serial interface

 

 

CS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Doc ID16737 Rev 4

17/70

Pin connection

 

 

 

 

 

 

L6470

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 6.

Pin description (continued)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

No.

 

Name

Type

Function

 

 

 

HTSSOP

POWERSO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Status flag pin. An internal open drain transistor can

 

 

 

 

 

 

 

 

pull the pin to GND when a programmed alarm

24

31

 

 

FLAG

 

 

Open drain output

condition occurs (step loss, OCD, thermal pre-

 

 

 

 

 

 

 

 

warning or shutdown, UVLO, wrong command, non-

 

 

 

 

 

 

 

 

performable command)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Standby and reset pin. LOW logic level resets the

3

6

 

STBY\RST

 

Logic input

logic and puts the device into Standby mode. If not

 

 

 

 

 

 

 

 

used, it should be connected to VDD.

 

 

 

 

 

 

25

32

 

STCK

Logic input

Step-clock input

 

 

 

 

 

EPAD

EPAD

Exposed pad

Ground

Internally connected to PGND, AGND and DGND pins

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18/70

Doc ID16737 Rev 4

L6470

 

 

Typical applications

 

 

 

 

5

Typical applications

 

 

Table 7. Typical application values

 

 

 

 

 

 

Name

 

Value

 

 

 

 

 

CVS

 

220 nF

 

CVSPOL

 

100 µF

 

CREG

 

100 nF

 

CREGPOL

 

47 µF

 

CDD

 

100 nF

 

CDDPOL

 

10 µF

 

D1

 

Charge pump diodes

 

 

 

 

 

CBOOT

 

220 nF

 

CFLY

 

10 nF

 

RPU

 

39 kΩ

 

RSW

 

100 Ω

 

CSW

 

10 nF

 

RA

 

2.7 kΩ (VS = 36 V)

 

RB

 

62 kΩ (VS = 36 V)

Doc ID16737 Rev 4

19/70

Typical applications

L6470

 

 

Figure 4. Bipolar stepper motor control application using L6470

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 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Doc ID16737 Rev 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L6470

Functional description

 

 

6 Functional description

6.1Device power-up

At power-up end, the device state is the following:

Registers are set to default

Internal logic is driven by internal oscillator and a 2 MHz clock is provided by the OSCOUT pin

Bridges are disabled (High Z)

UVLO bit in the STATUS register is forced low (fail condition)

FLAG output is forced low.

During power-up, the device is under reset (all logic IOs disabled and power bridges in high impedance state) until the following conditions are satisfied:

VS is greater than VSthOn

VREG is greater than VREGth = 2.8 V typical

Internal oscillator is operative.

Any motion command makes the device exit from High Z state (HardStop and SoftStop included).

6.2Logic I/O

Pins CS, CK, SDI, STCK, SW and STBY\RST are TTL/CMOS 3.3 V - 5 V compatible logic inputs.

Pin SDO is a TTL/CMOS compatible logic output. VDD pin voltage sets the logic output pin voltage range; when it is connected to VREG or 3.3 V external supply voltage, the output is 3.3 V compatible. When VDD is connected to a 5 V supply voltage, SDO is 5 V compatible.

VDD is not internally connected to VREG, an external connection is always needed.

A 10 µF capacitor should be connected to the VDD pin in order to obtain a proper operation.

Pins FLAG and BUSY\SYNC are open drain outputs.

6.3Charge pump

To ensure the correct driving of the high-side integrated MOSFETs, a voltage higher than the motor power supply voltage needs to be applied to the VBOOT pin. The high-side gate driver supply voltage, Vboot, is obtained through an oscillator and a few external components realizing a charge pump (see Figure 5).

Doc ID16737 Rev 4

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