TB62207BF/BFG
東芝 BiCD プロセス集積回路 シリコン モノリシック
TB62207BF ・TB62207BFG
チョッパ方式マイクロステップ擬似正弦波駆動
ステッピングモータドライバ/DC モータドライバセレクト+DC/DC コンバータ+リセット
TB62207BF・TB62207BFG は、チョッパ方式マイクロステップ駆動方式のデュアル
ステッピングモータドライバ / DC モータドライバ切り替え可能+DCDCコンバータ
+リセット機能を内蔵したドライバ IC です。
2 個の 2 相バイポーラタイプのステッピングモータを駆動するための、16bit ラッチ
16bit シフトレジスタを内蔵しています。ステッピングモータを低トルクリップル、
高効率で駆動することができます。また片軸は 2 個の DC モータを PWM 駆動するドライバ
として切り替え可能です。
ステッピングモータドライバは、チョッピング時の減衰比率を切り替える Selectable
MIXED DECAY MODE を内蔵し、DCDCコンバータを内蔵することにより外部へ電圧の供
給が可能です。
特 長
●下記組み合わせのモータを駆動出来ます(端子配置は、16頁~20頁に記載)
Stepper DC Large DC(L) DC Small DC(S)
① 2軸 - -
② 1軸 1軸 -
③ 1軸 - 2軸
④ - 1軸 2軸
⑤ - 2軸 -
注:以後 DC Large を DC(L)、DC Small を DC(S)と呼びます。
● 出力電流:Stepping Motor 1.0A(MAX)(1 軸駆動)
DC Motor DC Large DC Small
バリスタ Peak 8A(500ns) 4A(500ns)
初期トルク用 3A(100ms) 2.5A(100ms)
定常電流 0.8A 0.8A
ここで大電流規格は小電流の H-Bridge を 2 組 IC 外でショートして実現します
また、熱設計を行い規定の熱以内であれば、初期トルク電流を定常電流として使用できます
● 降圧型 1.5V~5.0V 可変 DC/DC コンバータを内蔵することにより外部へ電圧の供給が可能です
● Reset 機能を搭載し、外部に対し Reset 信号を出力する事が出来ます。
● Bi-CDプロセスによるモノリシック IC でモータドライバ出力DMOSは低オン抵抗 Ron=0.6Ω
(@Tj=25℃、0.6A:標準)を実現
● シリアル入力タイプ 16bit シフトレジスタ+16bit ラッチを2組内蔵
● モータドライバは、4bit マイクロステップにより Stepping Motor を駆動が可能です
● 保護回路として、DC/DC コンバータ部に過電流・増加減電圧保護、モータ部に過電流保護、全体として過熱保護を搭載。
また電源の入り切り時には IC を初期状態とする Power On Reset 回路も搭載しています
● パッケージ:36PIN POWER FLAT PACKAGE(HSOP36-P-450-0.65)
● モータ出力耐圧:37V(MAX)
● MIXED DECAY MODE を内蔵し、4段階の減衰比を指定できます。
● モータチョッピング周波数は外部 OSC にて設定可能、100kHz 以上での高速チョッピングが可能です。
(注):使用に当たっては熱的条件に十分注意してください。
HSOP36-P-450-0.65
質量 : 0.79g(標準)
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TB62207BF/BFG
■各モータ駆動におけるHブリッジの組み合わせ(接続方法)
V
M
R
RS
R
端子
S
R
RS
RS端子
V
M
R
RS
RS端子
V
M
R
端子
S
負荷
PGND
Stepping Motor1軸駆動
V
M
R
RS
RS端子
注
負荷
負荷
PGND
…白丸は IC の端子を示します
IC 外部で接続
PGND
DC( L)1軸駆動
負荷
PGND
PGND
DC(S)1軸駆動
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TB62207BF/BFG
■端子配置図(Stepper × 2軸の場合)
CSELCT (DC/DC Conv Select)
SLEEP (Sleep Mode Select)
ODB (DC/DC Conv Out)
DGND (DC/DC Cov GND)
Stepper 駆動、もしく
は DC モータ大電流
駆動時のペア
ENABLE (DC Motor Enable In USE)
STROBE AB (Motor Strobe In)
STROBE CD (Motor Strobe In)
VREF (DC Motor Reference USE)
VREF CD (Motor Reference)
VREF AB (Motor Reference)
FBB (Feed Back Conv)
VM (Power Supply)
OUT C- (Motor Out)
RSC (Motor RS)
OUT C+ (Motor Out)
MGND (Motor GND)
OUT D+ (Motor Out)
RSD (Motor RS)
OUT D- (Motor Out)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
36
CC (Inside 5V Decup)
35
OSCD (DC/DC Conv CR)
34
FBA (Feed Back Conv)
LGND (Logic GND)
33
ODA (DC/DC Cov Out)
32
DGND (DC/DC Cov GND)
31
OUT B- (Motor Out)
30
RSB (Motor RS)
29
OUT B+ (Motor Out)
28
MGND (Motor GND)
27
OUT A+ (Motor Out)
26
RSA (Motor RS)
25
OUT A- (Motor Out)
24
CLK CD (Motor Clock In)
23
CLK AB (Motor Clock In)
22
DATA CD (Motor Serial Data In)
21
DATA AB (Motor Serial Data In)
20
ORT (Reset Out)
19
OSCM (Motor CR)
注:・未使用の Vref 端子は GND にして下さい。
・未使用 Data/Clock/Strobe 入力端子は内部にて Pull Down されている為 Open もしくは GND に接続
してください。但し基板にてノイズ混入しない配慮をお願い致します。
・未使用 RS 端子は VM に接続して下さい。
・この IC は回転差しした場合、低耐圧部に高電圧がかかるため、破壊します。
破壊をさけるために、1pin および、各リード位置、寸法を確認の上、確実に実装して
いただけますようお願いいたします。
・また、本製品は過電圧保護回路を搭載した製品ではありません。最大定格を含む規定以上の電圧が
ブリッジらないよう使用してください。
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TB62207BF/BFG
ブロック図
1.全 体 図
SLEEP
CLK
STR
ORT
ATA
BE
ref
RS
M
OSCD
FBA
DC/ DC
コンバータ
DC/DC Cnv A
VSD回路
電流値設定回路
電流帰還回路
リセット
回路
高圧系配線(VM )
ODA
FBB
CSELECT
ODB
DC/ DC
コンバータ
DC/DC Conv B
電流値制御 DATA LOGIC 回路
16 ビット
シフトレジスタ
16 ビットラッチ
トルク制御回路
VRS
回路
4BIT D/A
(ANGLE CONTROL)
RS COMP
回路
出力回路
(H-ブリッジ)
Select
Out X
POR回路
(CC)
チョッピング基準
チョッピング
波形作成回路
波形整形回路
出力制御回路
作成回路
ISD
回路
保護回路
CC
VM-VDD
レギュレータ
POR回路
(VM )
TSD
回路
OSCM
LOGIC DATA
NALOG DATA
IC 端子
STEPPING
MOTER
DC
MOTER
DC
MOTER
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TB62207BF/BFG
2.モータ LOGIC UNIT
機能
DATA 端子から入力された階段電流設定 DATA を入力、後段に転送する回路です。
T
BE
CL
DATA
階段電流値設定DATA LOGIC 回路&SETUP LOGIC
16 ビットシフトレジスタ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
16BIT LATCH
Torq ue
×2bits
電流帰還回路
Decay
× 2bits
B 側
MIXED
DECAY
タイミング
Current
× 4bits
B 側
D/A
回路
Phase
×1 bit
B 側
位相
情報
Decay
× 2bits
B 側
MIXED
DECAY
タイミング
Current
× 4bits
B 側
D/A
回路
Phase
×1 bit
B 側
位相
情報
出力制御回路
出力制御回路
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TB62207BF/BFG
3.モータ電流値帰還回路、モータ電流値設定回路
機能
電流設定回路は、DATA 端子から入力された階段電流設定 DATA によって出力電流値の基準電圧を設定します。
また、電流帰還回路は R
電位差と、電流設定回路より出力された基準電圧を比較することによって、電流設定値と出力電流の関係を出力制御
回路に出力します。
コンデンサが接続されたチョッピング基準波形作成回路にて、チョッピング周波数の基準になる OSCM(OSC-CLK)が作成
されます。
ref
電流設定回路
RS
RRS
M
(注): RS COMP1:設定電流値と出力電流を比較し、設定値に達した場合信号を出力します。
S とVM の間に接続される電流値センス抵抗 R RS に電流が流れることによって発生する
Torq ue
0.1
100%
70%
65%
60%
TORQUE
制御回路
V
差電圧検出)
電流帰還回路
LOGIC
UNIT より
RS 回路 1
(RS -VM
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Current
0.3
4bit
回路
RS COMP
D/A
階段 電流 値選択 回 路
回路
注
チョッピング基準
波形作成回路
波形整形回路
チョッピング基準作成回路
出力停止信号(ALL OFF)
CHANGE MODE
時に使用
NF
(設定電流到達信号 )
OSCM
MIXED
DECAY
タイミング
回路
出力制御
回路
COSCM
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4.モータ出力制御回路、モータ電流値帰還回路、モータ電流値設定回路
電流帰還
回路
出力制御
回路
設定電流
到達信号
電流設定
回路
出力停止
出力制御回路
VM
VM-VDD
レギュレータ
CC
: VCC 電源監視
CCR
: VM 電源監視
MR
:過電流保護回路
ISD
:過温度保護回路
TSD
NF
信号
ISD 回路
POR 回路
(VM)
POR 回路
(CC)
TSD 回路
VSD 回路
保護回路
階段電源設定
LATCH CLEAR
PHASE
Charge Start
タイミング
信号
階段電流設定
DATA LOGIC 回路
MIXED
DECAY
U1
U2
L1
L2
出力 RESET 信号
RESET
信号
選択回路
LOGIC
MIXED DECAY TIMMING
DECAY
MODE
OSC カウンタ
OSC カウンタ
TABLE CLEAR
信号
チョッピング基準
作成回路
MIXED
DECAY
TIMMING
回路
出力
駆動
回路
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5.モータ出力等価回路
R
出力駆動回路
U1
U2
RSA
RS A
出力制御
回路より
U1
U2
L1
L2
相
L1
出力
L2
VM
出力駆動回路
U1
U2
RSB
RRS B
出力制御
回路より
U1
U2
L1
L2
L1
L2
B 出力
B 出力
B 相
MGND
VM へ
M
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6.DC-DC Converter 回路
ISD
ISD
ISD
ISD
M
CR 制御回路
DC/DC Conv A
制御回路
DC/DC Conv B
制御回路
OD
ODB
FBB
LDA
330uH
DGND
LDB
(330uH)
DGND
OSCD( 120pF)
C
CDA
(100uF)
FB 推奨抵抗値
RDCA1/RDCB1 RDCA2/RDCB2
3.3V設定 1.2k 1k
5.0V設定 5.6k 2.4k
CDB
(100uF)
出力へ
RDCA1
RCA2
出力へ
RD CB1
RD CB2
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注) RESET 端子のプルアップを CC 端子
7.RESET 回路
+
-
ORT
8.DC/DC コンバータ・セレクト回路
DC/DC Conv
CRR
ではなく DC/DC 出力にしている場合、IC
自身の POR の前に OSCD の発振が
STOP し DC/DC が OFF する為、POR 前
に外部 RESET が LOW となりますので、
C_OFF 後、OSCD_OFF から POR 間に
C_ON された場合、RESET_Delay がか
かりません。
上記の問題を回避するためには、外付け
RESET_IC が必要となります。
遅延の為容量を負荷する事も
出来ま
■
内部5V
2.5uA
へ
200kΩ
2.5V の 場 合
200kΩ を付加
CC
CSELECT
CCC =1.0uF
CSELECT シリアル初期設定データ ODA出力 ODB出力
V
CSELECT
OPEN
リセット信号は
・DC/DC B を使用する場合
DC/DC B の立ち上がりより規定時間を遅延し、信号を
・DC/DC B を使用しない場合
DC/DC A の立ち上がりより規定時間を遅延し、信号を
DC/DC A SW
(Data bit:7)
00 O N O N
GND
2.5V
出力します。
出力します。
31頁を参照下さい
0 1 ON OFF
10 O F F O F F
11 O F F O F F
0 0 ON OFF
0 1 ON OFF
10 O F F O F F
11 O F F O F F
00 O F F O F F
01 O F F O F F
10 O F F O F F
11 O F F O F F
DC/DC B SW
(Data bit:8)
DC/DC A DC/DC B
①電源投入時からフィードバック端子を下記電圧に固定した場合
出力論理(ODA/ODB) "H"(=VM) OFF 通常動作 OFF
DC/DCコンバータ状態 通常動作 シャットダウン 通常動作 シャットダウン
②通常動作時にフィードバック端子が下記電圧に固定された場合
出力論理(ODA/ODB) OFF 通常動作 OFF
DC/DCコンバータ状態 シャットダウン 通常動作 シャットダウン
注 a):FBA/FBB端子電圧1.05V~2.25Vとは、FB比較電圧が1.5Vの場合の増加減圧
(-30%/+50%)の電圧に入らない、通常動作状態を指します。
注 b):上記の各状態はFB端子が記載の電圧に固定されたchのみの動作で、Ach/B
独立しております。
4
0V~0.1V 0.1V~1.05V 1.05V~2.25V 2.25V~5.0V
0V~1.05V 1.05V~2.25V 2.25V~5.0V
FBA/FBB電圧
FBA/FBB電圧
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TB62207BF/BFG
■端子説明(初期設定モード)
モータやDCDCコンバータの駆動モード設定のためのモードです。
SLEEP=”L”で書き込みモードです
端子番号 初期モード設定
12 SLEEP SLEEPモード端子(初期モード書き込みSW)
3- -
4V M メ イ ン 電 源
5- -
6- -
7- -
8- -
9- -
10 - -
11 - -
12 - -
13 - -
14 STROBE AB 初期データLatch信号
15 - -
16 - -
17 - -
18 - -
19 OSCM モータ基準クロック生成外付け容量端子(68pF標準)
20 ORT リセット信号出力端子
21 DATA AB 初期データ入力端子
22 - -
23 CLK AB 初期データ用クロック端子
24 - -
25 - -
26 - -
27 - -
28 - -
29 - -
30 - -
31 DGND DC/DC Conv GND
32 - -
33 LGND Logic GND
34 - -
35 OSCD DC/DCコンバータ用発振容量接続端子(120pF標準)
36 CC 内部5Vカプリング容量接続端子(1uF標準)
Fin MGND Motor GND
Fin MGND Motor GND
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TB62207BF/BFG
①端子説明(Stepper×2 軸モード)
端子番号 Steppe×2
HB B HB C
PM PM
HB A
HB D
1 CSELECT DC/DC Conv Selector
2 SLEEP SLEEPモード端子
3 FBB Bch DC/DC帰還端子
4V M メ イ ン 電 源
5 ODB Bch DC/DC出力端子
6 DGND DC/DC Conv GND
7 OUT C- PM駆動出力(C相マイナス)
8 RS C C相PM電流比較抵抗端子
9 OUT C+ PM駆動出力(C相プラス)
10 OUT D+ PM駆動出力(D相プラス)
11 RS D D相PMモータ電流比較抵抗端子
12 OUT D- PM駆動出力(D相マイナス)
13 - 14 STROBE AB AB相STROBE信号入力端子
15 STROBE CD CD相STROBE信号入力端子
16 - 17 VREF CD CD相モータ基準電位入力端子
18 VREF AB AB相モータ基準電位入力端子
19 OSCM モータ基準クロック生成外付け容量端子(68pF標準)
20 ORT リセット信号出力端子
21 DATA AB AB相データ入力端子
22 DATA CD CD相データ入力/Phase信号入力端子
23 CLK AB AB相クロック入力端子
24 CLK CD CD相クロック入力端子
25 OUT A- PM駆動出力(A相マイナス)
26 RS A A相PM電流比較抵抗端子
27 OUT A+ PM駆動出力(A相プラス)
28 OUT B+ PM駆動出力(B相プラス)
29 RS B B相PM電流比較抵抗端子
30 OUT B- PM駆動出力(B相マイナス)
31 DGND DC/DC Conv GND
32 ODA Ach DC/DCコンバータ出力端子
33 LGND Logic GND
34 FBA Ach DC/DCコンバータ帰還端子
35 OSCD DC/DCコンバータ用発振容量接続端子(120pF標準)
36 CC 内部5Vカプリング容量接続端子(1uF標準)
Fin MGND Motor GND
Fin MGND Motor GND
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②端子説明(Stepper×1 軸+DC(L)×1 軸モード)
端子番号 Steppe× 1
DC(L) × 1
HB C HB B
PM DC L
HB D HB A
1 CSELECT DC/DC Conv Selector
2 SLEEP SLEEPモード端子
3 FBB Bch DC/DC帰還端子
4V M メ イ ン 電 源
5 ODB Bch DC/DC出力端子
6 DGND DC/DC Conv GND
7 OUT LB- DCモータ駆動出力(マイナス)
8 RS LB DCモータ電流比較抵抗端子(11ピンとショートし、VMとの間に抵抗付加)
9 OUT LB+ DCモータ駆動出力(プラス)
10 OUT LB- DCモータ駆動出力(マイナス)
11 RS LB DCモータ電流比較抵抗端子(8ピンとショート)
12 OUT LB+ DCモータ駆動出力(プラス)
13 - 14 STROBE AB AB相STROBE信号入力端子
15 ENABLE LB DCモータ用ENABLE入力端子
16 - 17 VREF LB DCモータ基準電位入力端子
18 VREF AB AB相モータ基準電位入力端子
19 OSCM モータ基準クロック生成外付け容量端子(68pF標準)
20 ORT リセット信号出力端子
21 DATA AB AB相データ入力端子
22 PHASE LB DCモータ用PHASE入力端子
23 CLK AB AB相クロック入力端子
24 - 25 OUT A- PM駆動出力(A相マイナス)
26 RS A A相PM電流比較抵抗端子
27 OUT A+ PM駆動出力(A相プラス)
28 OUT B+ PM駆動出力(B相プラス)
29 RS B B相PM電流比較抵抗端子
30 OUT B- PM駆動出力(B相マイナス)
31 DGND DC/DC Conv GND
32 ODA Ach DC/DCコンバータ出力端子
33 LGND Logic GND
34 FBA Ach DC/DCコンバータ帰還端子
35 OSCD DC/DCコンバータ用発振容量接続端子(120pF標準)
36 CC 内部5Vカプリング容量接続端子(1uF標準)
Fin MGND Motor GND
Fin MGND Motor GND
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③端子説明(Stepper×1 軸+DC(S)×2 軸モード)
端子番号 Steppe× 1
DC(S) × 2
HB C HB B
PM DC S
HB A
HB D
1 CSELECT DC/DC Conv Selector
2 SLEEP SLEEPモード端子
3 FBB Bch DC/DC帰還端子
4V M メ イ ン 電 源
5 ODB Bch DC/DC出力端子
6 DGND DC/DC Conv GND
7 OUT SA- Ach DCモータ駆動出力(マイナス)
8 RS SA Ach DCモータ電流比較抵抗端子
9 OUT SA+ Ach DCモータ駆動出力(プラス)
10 OUT SB+ Bch DCモータ駆動出力(マイナス)
11 RS DC-SB Bch DCモータ電流比較抵抗端子
12 OUT SB- Bch DCモータ駆動出力(プラス)
13 ENABLE SB Bch DCモータ用ENABLE入力端子
14 STROBE AB AB相STROBE信号入力端子
15 ENABLE SA Ach DCモータ用ENABLE入力端子
16 VREF SB Bch DCモータ基準電位入力端子
17 VREF SA Ach DCモータ基準電位入力端子
18 VREF AB AB相モータ基準電位入力端子
19 OSCM モータ基準クロック生成外付け容量端子(68pF標準)
20 ORT リセット信号出力端子
21 DATA AB PM用AB相データ入力端子
22 PHASE A Ach DCモータ用PHASE入力端子
23 CLK AB AB相クロック入力端子
24 PHASE B Bch DCモータ用PHASE入力端子
25 OUT A- PM用駆動出力(A相マイナス)
26 RS A A相PM用電流比較抵抗端子
27 OUT A+ PM用駆動出力(A相プラス)
28 OUT B+ PM用駆動出力(B相プラス)
29 RS B B相PM用電流比較抵抗端子
30 OUT B- PM用駆動出力(B相マイナス)
31 DGND DC/DC Conv GND
32 ODA Ach DC/DCコンバータ出力端子
33 LGND Logic GND
34 FBA Ach DC/DCコンバータ帰還端子
35 OSCD DC/DCコンバータ用発振容量接続端子(120pF標準)
36 CC 内部5Vカプリング容量接続端子(1uF標準)
Fin MGND Motor GND
Fin MGND Motor GND
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