JAJSVX5 December   2024 MCF8315D

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 概要
  5. 4 ピン構成および機能
  6. 5 仕様
    1. 5.1 絶対最大定格
    2. 5.2 ESD 定格
    3. 5.3 推奨動作条件
    4. 5.4 熱に関する情報
    5. 5.5 電気的特性
    6. 5.6 標準モードとファースト モードの SDA および SCL バスの特性
  7. 6 詳細説明
    1. 6.1 概要
    2. 6.2 機能ブロック図
    3. 6.3 機能説明
      1. 6.3.1  出力段
      2. 6.3.2  デバイス インターフェイス
        1. 6.3.2.1 インターフェイス - 制御と監視
        2. 6.3.2.2 I2C インターフェイス
      3. 6.3.3  降圧混在モード降圧レギュレータ
        1. 6.3.3.1 インダクタ モードの降圧
        2. 6.3.3.2 抵抗モードの降圧
        3. 6.3.3.3 外部 LDO を使った降圧レギュレータ
        4. 6.3.3.4 降圧レギュレータからの AVDD 電源シーケンス
        5. 6.3.3.5 混在モードでの降圧動作と制御
      4. 6.3.4  AVDD リニア電圧レギュレータ
      5. 6.3.5  チャージ ポンプ
      6. 6.3.6  スルー レート制御
      7. 6.3.7  クロス導通 (デッド タイム)
      8. 6.3.8  モーター制御入力源
        1. 6.3.8.1 アナログ モードのモーター制御
        2. 6.3.8.2 PWM モード モーター制御
        3. 6.3.8.3 I2C 方式のモーター制御
        4. 6.3.8.4 周波数モード モーター制御
        5. 6.3.8.5 入力リファレンス プロファイル
          1. 6.3.8.5.1 リニア制御プロファイル
          2. 6.3.8.5.2 階段制御プロファイル
          3. 6.3.8.5.3 双方向プロファイル
          4. 6.3.8.5.4 マルチリファレンス モード動作
          5. 6.3.8.5.5 プロファイラを使わない入力リファレンス伝達関数
      9. 6.3.9  異なる初期条件でのモータの起動
        1. 6.3.9.1 ケース 1 – モータが停止
        2. 6.3.9.2 ケース 2 – モータが順方向に回転
        3. 6.3.9.3 ケース 3 – モータが逆方向に回転
      10. 6.3.10 モータの起動シーケンス (MSS)
        1. 6.3.10.1 初期速度検出 (ISD)
        2. 6.3.10.2 モータの再同期化
        3. 6.3.10.3 リバース ドライブ
          1. 6.3.10.3.1 リバース ドライブ チューニング
        4. 6.3.10.4 モータ起動
          1. 6.3.10.4.1 アライン
          2. 6.3.10.4.2 ダブル アライン
          3. 6.3.10.4.3 初期位置検出 (IPD)
            1. 6.3.10.4.3.1 IPD 動作
            2. 6.3.10.4.3.2 IPD 解放モード
            3. 6.3.10.4.3.3 IPD アドバンス角度
          4. 6.3.10.4.4 スロー ファースト サイクル起動
          5. 6.3.10.4.5 開ループ
          6. 6.3.10.4.6 開ループから閉ループへの遷移
      11. 6.3.11 閉ループ制御
        1. 6.3.11.1 閉ループ加速 / 減速スルーレート
        2. 6.3.11.2 速度 PI 制御
        3. 6.3.11.3 電流 PI 制御
        4. 6.3.11.4 電力制御モード
        5. 6.3.11.5 電流 (トルク) 制御モード
        6. 6.3.11.6 変調インデックス制御
        7. 6.3.11.7 過変調
        8. 6.3.11.8 モーター速度制限
        9. 6.3.11.9 入力 DC 電力制限
      12. 6.3.12 フラックス減衰制御
      13. 6.3.13 モーター パラメータ
        1. 6.3.13.1 モータ抵抗
        2. 6.3.13.2 モーター インダクタンス
        3. 6.3.13.3 モータ逆起電力定数
      14. 6.3.14 モーター パラメータ抽出ツール (MPET)
      15. 6.3.15 電圧サージ防止 (AVS)
      16. 6.3.16 アクティブ ブレーキ
      17. 6.3.17 出力 PWM スイッチング周波数
      18. 6.3.18 PWM ディザリング
      19. 6.3.19 PWM 変調方式
      20. 6.3.20 デッド タイム補償
      21. 6.3.21 モータ停止オプション
        1. 6.3.21.1 コースト (ハイ インピーダンス) モード
        2. 6.3.21.2 リサーキュレーション モード
        3. 6.3.21.3 ローサイド ブレーキ
        4. 6.3.21.4 ハイサイド ブレーキ
        5. 6.3.21.5 アクティブ スピン ダウン
      22. 6.3.22 アライン ブレーキ
      23. 6.3.23 FG の構成
        1. 6.3.23.1 FG 出力周波数
        2. 6.3.23.2 開および閉ループ状態時の FG
        3. 6.3.23.3 フォルト状態およびアイドル状態での FG
      24. 6.3.24 保護機能
        1. 6.3.24.1  VM 電源低電圧誤動作防止
        2. 6.3.24.2  AVDD 低電圧誤動作防止 (AVDD_UV)
        3. 6.3.24.3  降圧低電圧誤動作防止 (BUCK_UV)
        4. 6.3.24.4  VCP チャージ ポンプ低電圧誤動作防止 (CPUV)
        5. 6.3.24.5  過電圧保護 (OVP)
        6. 6.3.24.6  過電流保護 (OCP)
          1. 6.3.24.6.1 OCP ラッチ シャットダウン (OCP_MODE = 00b)
          2. 6.3.24.6.2 OCP 自動リトライ (OCP_MODE = 01b)
        7. 6.3.24.7  降圧過電流保護
        8. 6.3.24.8  ハードウェア ロック検出電流制限 (HW_LOCK_ILIMIT)
          1. 6.3.24.8.1 HW_LOCK_ILIMIT ラッチ シャットダウン
          2. 6.3.24.8.2 HW_LOCK_ILIMIT 自動回復
          3. 6.3.24.8.3 HW_LOCK_ILIMIT 通知のみ
          4. 6.3.24.8.4 HW_LOCK_ILIMIT 無効
        9. 6.3.24.9  ロック検出電流制限 (LOCK_ILIMIT)
          1. 6.3.24.9.1 LOCK_ILIMIT ラッチ シャットダウン
          2. 6.3.24.9.2 LOCK_ILIMIT 自動回復
          3. 6.3.24.9.3 LOCK_ILIMIT 通知のみ
          4. 6.3.24.9.4 LOCK_ILIMIT 無効
        10. 6.3.24.10 モーター ロック検出
          1. 6.3.24.10.1 ロック 1：異常速度 (ABN_SPEED)
          2. 6.3.24.10.2 ロック 2：異常 BEMF (ABN_BEMF)
          3. 6.3.24.10.3 ロック 3：モーターなしフォルト (NO_MTR)
        11. 6.3.24.11 モーター ロック (MTR_LCK)
          1. 6.3.24.11.1 MTR_LCK ラッチ シャットダウン
          2. 6.3.24.11.2 MTR_LCK 自動回復
          3. 6.3.24.11.3 MTR_LCK 通知のみ
          4. 6.3.24.11.4 MTR_LCK 無効
        12. 6.3.24.12 EEPROM フォルト
        13. 6.3.24.13 I2C CRC フォルト
        14. 6.3.24.14 最小 VM (低電圧) 保護
        15. 6.3.24.15 最大 VM (過電圧) 保護
        16. 6.3.24.16 MPET フォルト
        17. 6.3.24.17 IPD フォルト
        18. 6.3.24.18 FET 過熱警告 (OTW)
        19. 6.3.24.19 FET サーマル シャットダウン (TSD_FET)
    4. 6.4 デバイスの機能モード
      1. 6.4.1 機能モード
        1. 6.4.1.1 スリープ モード
        2. 6.4.1.2 スタンバイ モード
        3. 6.4.1.3 フォルト リセット (CLR_FLT)
    5. 6.5 外部インターフェイス
      1. 6.5.1 DRVOFF 機能
      2. 6.5.2 DAC 出力
      3. 6.5.3 電流センス出力
      4. 6.5.4 発振器ソース
        1. 6.5.4.1 外部クロック ソース
      5. 6.5.5 外部ウォッチドッグ
    6. 6.6 EEPROM アクセスと I2C インターフェイス
      1. 6.6.1 EEPROM アクセス
        1. 6.6.1.1 EEPROM 書き込み
        2. 6.6.1.2 EEPROM 読み出し
        3. 6.6.1.3 EEPROM セキュリティ
      2. 6.6.2 I2C シリアル インターフェイス
        1. 6.6.2.1 I2C データ ワード
        2. 6.6.2.2 I2C 書き込みトランザクション
        3. 6.6.2.3 I2C 読み出しトランザクション
        4. 6.6.2.4 I2C 通信プロトコル パケットの例
        5. 6.6.2.5 I2C クロック ストレッチング
        6. 6.6.2.6 CRC バイト計算
  8. 7 EEPROM (不揮発性) レジスタ マップ
    1. 7.1 Algorithm_Configuration レジスタ
    2. 7.2 Fault_Configuration レジスタ
    3. 7.3 Hardware_Configuration レジスタ
    4. 7.4 Internal_Algorithm_Configuration レジスタ
  9. 8 RAM (揮発性) レジスタ マップ
    1. 8.1 Fault_Status レジスタ
    2. 8.2 System_Status レジスタ
    3. 8.3 Device_Control レジスタ
    4. 8.4 Algorithm_Control レジスタ
    5. 8.5 Algorithm_Variables レジスタ
  10. 9 アプリケーションと実装
    1. 9.1 アプリケーション情報
    2. 9.2 代表的なアプリケーション
      1. 9.2.1 アプリケーション曲線
        1. 9.2.1.1 モータ起動
        2. 9.2.1.2 MPET
        3. 9.2.1.3 デッド タイム補償
        4. 9.2.1.4 自動ハンドオフ
        5. 9.2.1.5 電圧サージ防止 (AVS)
        6. 9.2.1.6 DACOUT を使用したリアルタイムの変数トラッキング
    3. 9.3 電源に関する推奨事項
      1. 9.3.1 バルク コンデンサ
    4. 9.4 レイアウト
      1. 9.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 9.4.2 レイアウト例
      3. 9.4.3 熱に関する注意事項
        1. 9.4.3.1 電力散逸
  11. 10デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 10.1 サポート・リソース
    2. 10.2 商標
    3. 10.3 静電気放電に関する注意事項
    4. 10.4 用語集
  12. 11改訂履歴
  13. 12メカニカル、パッケージ、および注文情報

6.3.10 モータの起動シーケンス (MSS)

図 6-30 に、MCF8315D デバイスに実装されているモーター起動シーケンスを示します。

MCF8315D モーターの起動シーケンス 図 6-30 モーターの起動シーケンス
MCF8315D ブレーキ ルーチン 図 6-31 ブレーキ ルーチン
    パワーオン状態 これは、MCF8315D の電源がオンのときの、モーター起動シーケンス (MSS) の初期状態です。この状態で MCF8315D はペリフェラルを構成し、EEPROM からアルゴリズム パラメータを初期化して、モーターを駆動するための準備をします。
    スリープ / スタンバイ この状態で SPEED_REF は 0 に設定され、MCF8315D は、DEV_MODE と SPEED/WAKE ピンの電圧に応じて、スリープモードまたはスタンバイモードになります。
    SPEED_REF > 0 判定 SPEED_REF が 0 より大きい値に設定されている場合、MCF8315D はスリープ / スタンバイ状態を終了し、ISD_EN 判定に進みます。SPEED_REF が 0 に設定されている限り MCF8315D はスリープ / スタンバイ状態を維持します。
    方向変更コマンド判定 方向変更コマンドを受信すると、MCF8315D は DIR_CHANGE_MODE 判定に進みます。
    DIR_CHANGE_MODE 判定 DIR_CHANGE_MODE が 0b に設定されている場合、MCF8315D は ISD_EN 判定に進み、方向の変更を開始します。これに対し、DIR_CHANGE_MODE が 1b に設定されている場合、MCF8315D は Speed > OPN_CL_HANDOFF_THR 判定に進み、方向の変更を開始します。
    ISD_EN 判定 MCF8315D は、初期速度検出 (ISD) 機能が有効化されている (ISD_EN = 1b) かどうかを確認します。ISD が有効化されている場合、MSS は BEMF < STAT_DETECT_THR 判定に進みます。これに対し、ISD が無効化されている場合、MSS は直接 BRAKE_EN 判定に進みます。
    BEMF < STAT_DETECT_THR 判定 ISD はモーターの初期条件 (速度、角度、回転方向) を決定します (セクション 6.3.10.1 を参照)。モーターが停止している (BEMF < STAT_DETECT_THR) と見なされた場合、MSS は BRAKE_EN 判定に進みます。モーターが停止していない場合、MSS は回転方向の検証に進みます。
    回転方向判定 MSS は、モーターが正方向と逆方向のどちらで回転しているのかを判定します。モーターが正方向に回転している場合、MCF8315D は RESYNC_EN 判定に進みます。モーターが逆方向に回転している場合、MSS は RVS_DR_EN 判定に進みます。
    RESYNC_EN 判定 RESYNC_EN が 1b に設定されている場合、MCF8315D は「速度」>「開ループ - 閉ループ ハンドオフ」(再同期) 判定に進みます。RESYNC_EN が 0b に設定されている場合、MSS は HIZ_EN 判定に進みます。
    速度 > FW_DRV_RESYN_THR 判定 モーター速度が FW_DRV_RESYN_THR より大きい場合、MCF8315D は ISD から得た速度および位置情報を使用して、閉ループ状態に直接遷移します (「セクション 6.3.10.2」を参照)。モーター速度が FW_DRV_RESYN_THR より小さい場合、MCF8315D は開ループ状態に遷移します。
    RVS_DR_EN 判定 MSS は、リバース ドライブ機能が有効化されている (RVS_DR_EN = 1b) かどうかを調べます。リバース ドライブ機能が有効化されている場合、MSS は逆方向モーター速度の確認に遷移します。リバース ドライブ機能が有効化されていない場合 (RVS_DR_EN = 0b)、MSS は HIZ_EN 判定に進みます。
    速度 > OPN_CL_HANDOFF_THR 判定 MSS は、MCF8315D が閉ループで減速するのに十分な逆転速度であるかどうかを確認します。速度 (逆方向) が OL_CL_HANDOFF_THR を上回るまで、MSS は閉ループ減速を続けます。速度が OPN_CL_HANDOFF_THR を下回ると、MSS は開ループ減速に遷移します。
    逆方向閉ループ、開ループ減速、ゼロ速度クロスオーバー MCF8315D は逆方向で再同期し、モーター速度がハンドオフ スレッショルドを下回るまで、閉ループでモーターを減速させます。(「リバース ドライブ」を参照)。逆方向のモーター速度が低すぎる場合、MCF8315D は開ループに切り替わり、開ループでモーターを減速させ、ゼロ速度に達します。次に開ループで正方向に加速し、モーター速度が十分に上がった後、閉ループ動作に入ります。
    HIZ_EN 判定 MSS は、コースト (ハイ インピーダンス) 機能が有効化されている (HIZ_EN = 1b) かどうかを確認します。コースト機能が有効化されている場合 (HIZ_EN = 1b)、MSS はコースト ルーチンに進みます。コースト機能が無効化されている場合 (HIZ_EN = 0b)、MSS は BRAKE_EN 判定に進みます。
    コースト (ハイ インピーダンス) ルーチン 本デバイスは、HIZ_TIME によって設定された特定の時間の間、6 つの MOSFET のすべてをターンオフすることで、モーターを惰性で回転させます。
    BRAKE_EN 判定 MSS は、ブレーキ機能が有効化されている (BRAKE_EN = 1b) かどうかを確認します。ブレーキ機能が有効化されている場合 (BRAKE_EN = 1b)、MSS はブレーキ ルーチンに進みます。ブレーキ機能が無効化されている場合 (BRAKE_EN = 0b)、MSS はモーター起動状態に進みます (セクション 6.3.10.4 を参照)。
    ブレーキ ルーチン MCF8315D には、BRK_CONFIG に基づいて時間方式のブレーキ (BRK_TIME によって設定された期間) と電流方式のブレーキ (BRAKE_CURRENT_PERSIST の場合、相電流が BRK_CURR_THR 未満になるまで適用されるブレーキ) のどちらかを掛けます。電流方式のブレーキには、BRK_TIME 内に相電流が BRK_CURR_THR を下回らない場合に、ブレーキ状態が終了することを保証するためのタイムアウトがあります。時間方式のブレーキは、BRK_MODE 設定に基づいてハイサイドとローサイドのどちらかの MOSFET を使って作動することが可能です。電流方式のブレーキは、ローサイド MOSFET のみを使って作動します。
    閉ループ状態 この状態で MCF8315D は、回転子の角度推定に基づき、センサレス FOC を使用してモーターを駆動します。