JAJSPK0A December   2022  – October 2023 DRV8461

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 概要
  5. 4 改訂履歴
  6. 5 ピン構成および機能
  7. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD 定格
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報
    5. 6.5 電気的特性
      1. 6.5.1 SPI のタイミング要件
      2. 6.5.2 STEP と DIR のタイミング要件
    6. 6.6 代表的な特性
  8. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1  動作インターフェイス
      2. 7.3.2  ステッパ・モーター・ドライバの電流定格
        1. 7.3.2.1 ピーク電流定格
        2. 7.3.2.2 RMS 電流定格
        3. 7.3.2.3 フルスケール電流定格
      3. 7.3.3  PWM モーター・ドライバ
      4. 7.3.4  マイクロステッピング・インデクサ
      5. 7.3.5  インデクサ出力
        1. 7.3.5.1 nHOME 出力
      6. 7.3.6  自動マイクロステッピング・モード
      7. 7.3.7  カスタム・マイクロステッピング表
      8. 7.3.8  電流レギュレーション
        1. 7.3.8.1 内部リファレンス電圧
      9. 7.3.9  静止電力節約モード
      10. 7.3.10 電流レギュレーション減衰モード
        1. 7.3.10.1 低速減衰
        2. 7.3.10.2 混合減衰
        3. 7.3.10.3 スマート・チューン・ダイナミック減衰
        4. 7.3.10.4 スマート・チューン・リップル・コントロール
        5. 7.3.10.5 PWM オフ時間
        6. 7.3.10.6 電流レギュレーション・ブランキング時間とグリッチ除去時間
      11. 7.3.11 外付け抵抗による電流検出
      12. 7.3.12 サイレント・ステップ減衰モード
      13. 7.3.13 自動トルクの動的電流調整
        1. 7.3.13.1 自動トルク学習ルーチン
        2. 7.3.13.2 電流制御ループ
        3. 7.3.13.3 PD 制御ループ
      14. 7.3.14 チャージ・ポンプ
      15. 7.3.15 リニア電圧レギュレータ
      16. 7.3.16 VCC 電圧電源
      17. 7.3.17 ロジック・レベル、トライレベル、クワッドレベルのピン構造図
      18. 7.3.18 スペクトラム拡散
      19. 7.3.19 保護回路
        1. 7.3.19.1  VM 低電圧誤動作防止
        2. 7.3.19.2  VCP 低電圧誤動作防止 (CPUV)
        3. 7.3.19.3  ロジック電源パワーオン・リセット (POR)
        4. 7.3.19.4  過電流保護 (OCP)
          1. 7.3.19.4.1 ラッチ付きシャットダウン
          2. 7.3.19.4.2 自動リトライ
        5. 7.3.19.5  ストール検出
        6. 7.3.19.6  開放負荷検出 (OL)
        7. 7.3.19.7  過熱警告 (OTW)
        8. 7.3.19.8  サーマル・シャットダウン (OTSD)
          1. 7.3.19.8.1 ラッチ付きシャットダウン
          2. 7.3.19.8.2 自動リトライ
        9. 7.3.19.9  電源電圧検出
        10. 7.3.19.10 nFAULT 出力
        11. 7.3.19.11 フォルト条件のまとめ
      20. 7.3.20 デバイスの機能モード
        1. 7.3.20.1 スリープ・モード
        2. 7.3.20.2 ディセーブル・モード
        3. 7.3.20.3 動作モード
        4. 7.3.20.4 nSLEEP リセット・パルス
        5. 7.3.20.5 機能モードのまとめ
    4. 7.4 プログラミング
      1. 7.4.1 シリアル・ペリフェラル・インターフェイス (SPI) 通信
        1. 7.4.1.1 SPI フォーマット
        2. 7.4.1.2 デイジー・チェーン構成における複数のターゲット・デバイスの SPI
        3. 7.4.1.3 並列構成における複数のターゲット・デバイスの SPI
    5. 7.5 レジスタ・マップ
      1. 7.5.1 ステータス・レジスタ
        1. 7.5.1.1 FAULT (アドレス=0x00) [デフォルト=00h]
        2. 7.5.1.2 DIAG1 (アドレス=0x01) [デフォルト=00h]
        3. 7.5.1.3 DIAG2 (アドレス=0x02) [デフォルト=00h]
        4. 7.5.1.4 DIAG3 (アドレス=0x03) [デフォルト=00h]
      2. 7.5.2 制御レジスタ
        1. 7.5.2.1  CTRL1 (アドレス = 0x04) [デフォルト = 0Fh]
        2. 7.5.2.2  CTRL2 (アドレス=0x05) [デフォルト=06h]
        3. 7.5.2.3  CTRL3 (アドレス=0x06) [デフォルト=38h]
        4. 7.5.2.4  CTRL4 (アドレス=0x07) [デフォルト=49h]
        5. 7.5.2.5  CTRL5 (アドレス=0x08) [デフォルト=03h]
        6. 7.5.2.6  CTRL6 (アドレス=0x09) [デフォルト=20h]
        7. 7.5.2.7  CTRL7 (アドレス=0x0A) [デフォルト=FFh]
        8. 7.5.2.8  CTRL8 (アドレス=0x0B) [デフォルト=0Fh]
        9. 7.5.2.9  CTRL9 (アドレス=0x0C) [デフォルト=10h]
        10. 7.5.2.10 CTRL10 (アドレス=0x0D) [デフォルト=80h]
        11. 7.5.2.11 CTRL11 (アドレス=0x0E) [デフォルト=FFh]
        12. 7.5.2.12 CTRL12 (アドレス=0x0F) [デフォルト=20h]
        13. 7.5.2.13 CTRL13 (アドレス=0x10) [デフォルト=10h]
        14. 7.5.2.14 CTRL14 (アドレス = 0x3C) [デフォルト = 58h]
      3. 7.5.3 インデクサ・レジスタ
        1. 7.5.3.1 INDEX1 (アドレス=0x11) [デフォルト=80h]
        2. 7.5.3.2 INDEX2 (アドレス=0x12) [デフォルト=80h]
        3. 7.5.3.3 INDEX3 (アドレス=0x13) [デフォルト=80h]
        4. 7.5.3.4 INDEX4 (アドレス=0x14) [デフォルト=82h]
        5. 7.5.3.5 INDEX5 (アドレス=0x15) [デフォルト=B5h]
      4. 7.5.4 カスタム・マイクロステッピング・レジスタ
        1. 7.5.4.1 CUSTOM_CTRL1 (アドレス=0x16) [デフォルト=00h]
        2. 7.5.4.2 CUSTOM_CTRL2 (アドレス=0x17) [デフォルト=00h]
        3. 7.5.4.3 CUSTOM_CTRL3 (アドレス=0x18) [デフォルト=00h]
        4. 7.5.4.4 CUSTOM_CTRL4 (アドレス=0x19) [デフォルト=00h]
        5. 7.5.4.5 CUSTOM_CTRL5 (アドレス=0x1A) [デフォルト=00h]
        6. 7.5.4.6 CUSTOM_CTRL6 (アドレス=0x1B) [デフォルト=00h]
        7. 7.5.4.7 CUSTOM_CTRL7 (アドレス=0x1C) [デフォルト=00h]
        8. 7.5.4.8 CUSTOM_CTRL8 (アドレス=0x1D) [デフォルト=00h]
        9. 7.5.4.9 CUSTOM_CTRL9 (アドレス=0x1E) [デフォルト=00h]
      5. 7.5.5 自動トルク・レジスタ
        1. 7.5.5.1  ATQ_CTRL1 (アドレス=0x1F) [デフォルト=00h]
        2. 7.5.5.2  ATQ_CTRL2 (アドレス=0x20) [デフォルト=00h]
        3. 7.5.5.3  ATQ_CTRL3 (アドレス=0x21) [デフォルト=00h]
        4. 7.5.5.4  ATQ_CTRL4 (アドレス=0x22) [デフォルト=20h]
        5. 7.5.5.5  ATQ_CTRL5 (アドレス=0x23) [デフォルト=00h]
        6. 7.5.5.6  ATQ_CTRL6 (アドレス=0x24) [デフォルト=00h]
        7. 7.5.5.7  ATQ_CTRL7 (アドレス=0x25) [デフォルト=00h]
        8. 7.5.5.8  ATQ_CTRL8 (アドレス=0x26) [デフォルト=00h]
        9. 7.5.5.9  ATQ_CTRL9 (アドレス=0x27) [デフォルト=00h]
        10. 7.5.5.10 ATQ_CTRL10 (アドレス=0x28) [デフォルト=08h]
        11. 7.5.5.11 ATQ_CTRL11 (アドレス=0x29) [デフォルト=0Ah]
        12. 7.5.5.12 ATQ_CTRL12 (アドレス=0x2A) [デフォルト=FFh]
        13. 7.5.5.13 ATQ_CTRL13 (アドレス=0x2B) [デフォルト=05h]
        14. 7.5.5.14 ATQ_CTRL14 (アドレス=0x2C) [デフォルト=0Fh]
        15. 7.5.5.15 ATQ_CTRL15 (アドレス=0x2D) [デフォルト=00h]
        16. 7.5.5.16 ATQ_CTRL16 (アドレス=0x2E) [デフォルト=FFh]
        17. 7.5.5.17 ATQ_CTRL17 (アドレス=0x2F) [デフォルト=00h]
        18. 7.5.5.18 ATQ_CTRL18 (アドレス=0x30) [デフォルト=00h]
      6. 7.5.6 サイレント・ステップ・レジスタ
        1. 7.5.6.1 SS_CTRL1 (アドレス=0x31) [デフォルト=00h]
        2. 7.5.6.2 SS_CTRL2 (アドレス=0x32) [デフォルト=00h]
        3. 7.5.6.3 SS_CTRL3 (アドレス=0x33) [デフォルト=00h]
        4. 7.5.6.4 SS_CTRL4 (アドレス=0x34) [デフォルト=00h]
        5. 7.5.6.5 SS_CTRL5 (アドレス=0x35) [デフォルト=FFh]
  9. 8 アプリケーションと実装
    1. 8.1 アプリケーション情報
    2. 8.2 代表的なアプリケーション
      1. 8.2.1 設計要件
      2. 8.2.2 詳細な設計手順
        1. 8.2.2.1 ステッピング・モーターの速度
      3. 8.2.3 アプリケーション特性の波形
      4. 8.2.4 熱に関連するアプリケーション
        1. 8.2.4.1 消費電力
        2. 8.2.4.2 導通損失
        3. 8.2.4.3 スイッチング損失
        4. 8.2.4.4 静止時電流による消費電力
        5. 8.2.4.5 全消費電力
        6. 8.2.4.6 デバイスの接合部温度の概算
  10. 9 熱に関する注意事項
    1. 9.1 サーマル・パッド
    2. 9.2 PCB 材料に関する推奨事項
  11. 10電源に関する推奨事項
    1. 10.1 バルク容量
    2. 10.2 電源
  12. 11レイアウト
    1. 11.1 レイアウトのガイドライン
    2. 11.2 レイアウト例
  13. 12デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 12.1 ドキュメントのサポート
      1. 12.1.1 関連資料
    2. 12.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 12.3 サポート・リソース
    4. 12.4 商標
    5. 12.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 12.6 用語集
  14. 13メカニカル、パッケージ、および注文情報

パッケージ・オプション

メカニカル・データ（パッケージ｜ピン）
サーマルパッド・メカニカル・データ
発注情報

7.3.6 自動マイクロステッピング・モード

DRV8461 が SPI インターフェイスで動作している場合、自動マイクロステッピング・モードは入力ステップ・パルスを補間して、より高分解能のマイクロステップに対応する電流波形を生成します。この結果、どのステップ周波数でも滑らかな正弦波電流とノイズのない動作を実現します。

  • 自動マイクロステッピングがディセーブルの場合、システム・コントローラは強制的に高周波数のステップ信号を出力して、高分解能のマイクロステップ電流波形を生成します。

  • 自動マイクロステッピングがイネーブルの場合、ステップ信号の周波数が低いため滑らかな電流波形を生成することができます。

    • これにより、コントローラのオーバーヘッドは大幅に減少するため、3D プリンタやファクトリ・オートメーション、医療機器などのアプリケーションに有用です。

  • 補間された周波数は、ステッパ・モーターの共振周波数帯域まで下降しないことに注意してください。

自動マイクロステッピング・モードをイネーブルにするには、EN_AUTO ビットを 1b にしてください。

GUID-20220521-SS0I-CZHS-BDHQ-1N5T7MBCWSXZ-low.svg図 7-7 自動マイクロステッピングによる補間
図 7-7 に、自動マイクロステッピングを使用した場合と使用しない場合のモーター角の増加を示します。自動マイクロステッピングを使用しない場合 (赤線)、モーター角はステップ入力のアクティブ・エッジごとに大きく増加します。自動マイクロステッピングを使用すると (緑線)、モーター角は非常に滑らかに変化します。

表 7-13 に示すように、DRV8461 は RES_AUTO ビットの構成によって 1/32、1/64、1/128、1/256 のマイクロステッピング・レベルでの補間をサポートしています。補間設定は、実行中に変更できます。

表 7-13 自動マイクロステッピングの補間レベル

RES_AUTO

補間

00b (デフォルト)

1/256

01b

1/128

10b

1/64

11b

1/32

表 7-14 は、コイル電流、および EN_AUTO ビットにそれぞれ 1b と 0b を書き込むことによるハーフステップ・モードと自動マイクロステッピング・モードの滑らかな遷移を示しています。ハーフステップと 1/256 の自動マイクロステッピング・モードでは、ステップ周波数は同じであることに注意してください。

表 7-14 ハーフステップと自動マイクロステッピング間の遷移
GUID-20220526-SS0I-7HZK-JF4L-LRRRT503VCLW-low.pngGUID-20220526-SS0I-SZVZ-VFBG-5FHMP8JHJDHS-low.png

ハーフステップ・モードから 1/256 の自動マイクロステッピングへの遷移

1/256 の自動マイクロステッピングからハーフステップ・モードへの遷移

GUID-20220521-SS0I-HJHT-ZSPH-85NRCDFKNSBM-low.svg図 7-8 ステップ周波数を変化させたときの自動マイクロステッピング

図 7-8 に示すように、補間は前の 2 つのステップ・パルス間の時間に基づいて行われます。前のインターバル時間は、RES_AUTO ビットの設定に応じて除算と等しくなるように補間されます。

入力ステップ周波数が前のインターバルから低下する場合 (図のセグメント「1」)、モーターは次のステップのアクティブ・エッジが発生するまで、同じポジションを維持します。EN_STSL ビットが 1b の場合、デバイスは停止省電力モードに入り、tSTSL_DLY が経過するまで次のアクティブ・エッジは来ません。停止省電力モードは、次のステップのアクティブ・エッジで終了します。

前のインターバルからステップ周波数が増加する場合 (図のセグメント「2」)、次のステップのアクティブ・エッジが来て、インデクサがステップ入力に応じたポジションに移動すると、モーター角はスムーズに自動補正されます。セグメント「3」では、モーター角はセグメント「2」のステップ周波数に対応して、より高速に増加します。

注:

  • 自動マイクロステッピング・モードでは、ステップ入力の周波数は 10Hz～300kHz の間である必要があります。

  • 10Hz 未満のフルステップ等価ステップ周波数で自動マイクロステッピングを実現するには、自動マイクロステッピングをイネーブルにする前に、より高い分解能のマイクロステッピング設定を使用します。

    • たとえば、フルステップ・モードでの 1Hz のステップ周波数は、1/16 マイクロステッピング・モードでの 16Hz のステップ周波数に相当します。そのため、フルステップ 1Hz ステップ入力で自動マイクロステッピングを使用する場合は、MICROSTEP_MODE を 0110b (1/16 マイクロステップ) に設定し、RES_AUTO ビットを使用して目的の補間レベルを実現できます。