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

7.3.13.2 電流制御ループ

表 7-25 に、電流制御に関連するレジスタを示します。

表 7-25 電流制御用レジスタ

パラメータ

概要

ATQ_UL[7:0]

ATQ_LL[7:0]

ATQ_CNT がモーター電流の修正によって制御される範囲内でのヒステリシス・ループの境界の上限と下限。

ATQ_TRQ_MIN[7:0]

ATQ_TRQ_MAX[7:0]

自動トルクがイネーブルのとき、プログラム可能な最小および最大電流制限。
ATQ_TRQ_DAC[7:0]自動トルクがイネーブルのとき、モーター電流の値を出力します。ATQ_TRQ_DAC は、ATQ_TRQ_MIN と ATQ_TRQ_MAX の間で変動する場合があります。
CNT_OFLWATQ_CNT が ATQ_UL より大きい場合、CNT_OFLW フラグは 1b になります。
CNT_UFLWATQ_CNT が ATQ_LL より小さい場合、CNT_UFLW フラグは 1b になります。

ATQ_CNT パラメータは負荷トルクに比例し、ステッピング・ドライバの電流設定に反比例します。この関係の理想化された表現を 図 7-29 に示します。

GUID-20220521-SS0I-SKXK-9QCH-S5TGQNRPKPGR-low.svg図 7-27 負荷トルクの関数としての ATQ_CNT

自動トルク・アルゴリズムは、図 7-29 に示すように、モーター電流を変調することで、ユーザーがプログラム可能な ATQ_UL パラメータおよび ATQ_LL パラメータで定義されているヒステリシス帯域内に ATQ_CNT を制限します。

  • 負荷トルクの要求が増大すると (T1 から T2)、ATQ_CNT は ATQ_UL スレッショルドを上回り、それに応答して、アルゴリズムは電流を大きくして (I3 から I4)、帯域内に ATQ_CNT を収めます。

  • 負荷トルク要求が低下し (T2 から T1)、かつ、ATQ_CNT が ATQ_LL を下回ると、アルゴリズムは電流を低減して、ATQ_CNT をヒステリシス帯域内に収めます (I5 から I4)。

次の方法論では、電流制御パラメータの値を選択する方法を説明します。

  • ATQ_TRQ_MIN は、モーターに印加される最小負荷トルクに対応するために必要な最小モーター電流です。このパラメータを見つける方法：

    • 最小負荷トルク (TMIN) でモーターに負荷をかけ、フルスケール電流 (IFS) でモーターを駆動します

    • ATQ_UL および ATQ_LL をゼロに設定し、KP を 1 に設定します

    • モーターがストールするまで電流を低減します

    • モーターがストールする時点の電流 (IA) をメモします

    • ATQ_TRQ_MIN = 1.1 x IA と設定します

  • ATQ_TRQ_MAX を見つける方法：

    • モーター電流が IA のときに、最大負荷トルク (TMAX) でモーターに負荷をかけます。モーターはストールします。

    • モーター電流は増加を開始します

    • モーターがストールを脱するときの電流 (IB) をメモします

    • ATQ_TRQ_MAX = 1.1 x IB と設定します

    • 電流が ATQ_TRQ_MAX、負荷トルクが TMAX のときの ATQ_CNT (AMAX) をメモします。

  • ATQ_UL の場合：

    • 初期値を 0.5 x AMAX に設定します。

    • アプリケーション固有の負荷プロファイル (ピーク負荷とアイドル負荷) を適用します。

      • モーターがストールした場合、モーターがストールしなくなるまで、値 ATQ_UL を小さくします。

      • 負荷プロファイルの適用後にモーターがストールしない場合、モーターがストールするまで、ATQ_UL を増加させることができます。

    • ATQ_UL の値が大きいほど、ピーク負荷時の消費電力が減りますが、高速負荷過渡の場合、モーターがストールする可能性があります。

    • ATQ_UL の値が小さいほど、ピーク負荷時の消費電力が増えますが、モーターのストールおよびステップ損失の可能性も低下します。

  • ほとんどのアプリケーションでは、ATQ_UL と ATQ_LL の差を 2 から開始することを推奨します。

  • VM_SCALE ビットは、ユーザーが ATQ_UL および ATQ_LL を設定した後にのみ 1b にする必要があります。

ATQ_UL、ATQ_LL、ATQ_TRQ_MAX、および ATQ_TRQ_MIN パラメータを選択した場合のフローチャートを以下に示します。

GUID-20220606-SS0I-5CSB-WLTT-HGJRH27DWBXM-low.svg図 7-28 ATQ_TRQ_MIN、ATQ_TRQ_MAX、ATQ_UL、ATQ_LL の選択