JAJSKW9 December   2020 DRV8434S

PRODUCTION DATA  

  1. 1 特長
  2. 2 アプリケーション
  3. 3 概要
  4. 4 改訂履歴
  5. 5 ピン構成および機能
    1. 5.1 端子機能
  6. 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
    6. 6.6 SPI のタイミング要件
    7. 6.7 ステッピング制御ロジック・タイミング要件
      1. 6.7.1 代表的特性
  7. 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  ステッピング・モータ・ドライバの電流定格
        1. 7.3.1.1 ピーク電流定格
        2. 7.3.1.2 RMS 電流定格
        3. 7.3.1.3 フルスケール電流定格
      2. 7.3.2  PWM モータ・ドライバ
      3. 7.3.3  マイクロステッピング・インデクサ
      4. 7.3.4  MCU DAC による VREF の制御
      5. 7.3.5  電流レギュレーション
      6. 7.3.6  ディケイ・モード
        1. 7.3.6.1 電流増加および減少でスロー・ディケイ
        2. 7.3.6.2 電流増加ではスロー・ディケイ、電流減少ではミックス・ディケイ
        3. 7.3.6.3 電流増加ではスロー・ディケイ、電流減少ではファースト・ディケイ
        4. 7.3.6.4 電流増加および減少でミックス・ディケイ
        5. 7.3.6.5 スマート・チューン・ダイナミック・ディケイ
        6. 7.3.6.6 スマート・チューン・リップル・コントロール
      7. 7.3.7  PWM オフ時間
      8. 7.3.8  ブランキング時間
      9. 7.3.9  チャージ･ポンプ
      10. 7.3.10 リニア電圧レギュレータ
      11. 7.3.11 論理レベル、トライレベル、クワッドレベルのピン構造図
        1. 7.3.11.1 nFAULT ピン
      12. 7.3.12 保護回路
        1. 7.3.12.1 VM 低電圧誤動作防止 (UVLO)
        2. 7.3.12.2 VCP 低電圧誤動作防止 (CPUV)
        3. 7.3.12.3 過電流保護 (OCP)
          1. 7.3.12.3.1 ラッチド・シャットダウン (OCP_MODE = 0b)
          2. 7.3.12.3.2 自動リトライ (OCP_MODE = 1b)
        4. 7.3.12.4 ストール検出
        5. 7.3.12.5 開放負荷検出 (OL)
        6. 7.3.12.6 過熱警告 (OTW)
        7. 7.3.12.7 サーマル・シャットダウン (OTSD)
          1. 7.3.12.7.1 ラッチド・シャットダウン (OTSD_MODE = 0b)
          2. 7.3.12.7.2 自動復帰 (OTSD_MODE = 1b)
        8.       フォルト条件のまとめ
    4. 7.4 デバイスの機能モード
      1. 7.4.1 スリープ・モード (nSLEEP = 0)
      2.      56
      3. 7.4.2 ディセーブル・モード (nSLEEP = 1、ENABLE = 0)
      4. 7.4.3 動作モード (nSLEEP = 1、ENABLE = 1)
      5. 7.4.4 nSLEEP リセット・パルス
      6.      機能モードのまとめ
    5. 7.5 プログラミング
      1. 7.5.1 シリアル・ペリフェラル・インターフェイス (SPI) 通信
        1. 7.5.1.1 SPI フォーマット
        2. 7.5.1.2 1 つのターゲット・デバイスのための SPI
        3. 7.5.1.3 デイジー・チェーン構成の複数のターゲット・デバイスのための SPI
        4. 7.5.1.4 パラレル構成の複数のターゲット・デバイスのための SPI
    6. 7.6 レジスタ・マップ
  8. 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・モータの速度
        2. 8.2.2.2 電流レギュレーション
        3. 8.2.2.3 ディケイ・モード
        4. 8.2.2.4 アプリケーション曲線
        5. 8.2.2.5 熱に関連する計算
          1. 8.2.2.5.1 消費電力
          2. 8.2.2.5.2 導通損失
          3. 8.2.2.5.3 スイッチング損失
          4. 8.2.2.5.4 静止電流による消費電力
          5. 8.2.2.5.5 全消費電力
          6. 8.2.2.5.6 デバイスの接合部温度の概算
  9. 9 電源に関する推奨事項
    1. 9.1 バルク・コンデンサ
  10. 10レイアウト
    1. 10.1 レイアウトの注意点
      1. 10.1.1 レイアウト例
  11. 11デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 11.1 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    2. 11.2 サポート・リソース
    3. 11.3 商標
    4. 11.4 静電気放電に関する注意事項
    5. 11.5 用語集
  12. 12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

7.3.12.4 ストール検出

ステッピング・モータでは、モータの巻線電流、逆起電力、機械的トルク負荷の間に明確な関係があります (図 7-21 を参照)。与えられた巻線電流に対して、モータの負荷がモータの最大トルク能力に近づくと、逆起電力の位相は巻線電流に応じてシフトします。DRV8434S は、モータ電流の立ち上がり電流象限と立ち下がり電流象限の間の逆起電力の位相の変化を検出することで、モータの過負荷ストール条件またはエンドオブライン・トラベルを検出できます。

GUID-8FCBA2FD-7B1A-4DE1-81A6-0B93919F899B-low.gif図 7-21 モータの逆起電力の監視によるストール検出

このストール検出アルゴリズムは、デバイスがスマート・チューン・リップル・コントロール・ディケイ・モードで動作するようにプログラムされているときのみ機能します。ストール検出を有効にするには EN_STL ビットを「1」にする必要があります。また、何らかのフォルト条件 (例：UVLO、OCP、OL、OTSD) が存在する場合、ストール検出は無効になります。

このアルゴリズムは、PWM オフ時間を監視することで立ち上がり電流象限と立ち下がり電流象限の逆起電力を比較し、12 ビット・レジスタ TRQ_COUNT で表される値を生成します。この比較は、TRQ_COUNT 値がモータ電流、周囲温度、電源電圧に事実上依存しないような方法で行われます。このアルゴリズムはフルステップ動作モードをサポートしています。

モータの負荷が軽い場合、TRQ_COUNT はゼロ以外の値になります。モータがストール条件に近づくにつれて TRQ_COUNT はゼロに近づくため、トルク・カウントを使ってストール条件を検出できます。TRQ_COUNT がストール・スレッショルド (12 ビット STALL_TH レジスタで表されます) を少しでも下回ると、本デバイスはストールを検出し、SPI レジスタの STALL、STL、FAULT ビットが High にラッチされます。nFAULT ピンでストール検出フォルトを通知するには、STL_REP ビットが「1」である必要があります。STL_REP ビットが「1」の場合、ストールが検出されると nFAULT ピンは Low に駆動されます。

ストール条件では、モータのシャフトは回転しません。ストール条件が解消すると、モータは再び回転を開始し、モータは目標速度まで回転数を増加させます。CLR_FLT ビットと nSLEEP リセット・パルスのどちらかによって障害クリア・コマンドが発行されると、nFAULT は解放され、FAULT レジスタはクリアされます。

TRQ_COUNT は、回転するモータの最新の 4 つの電気的半サイクルの平均トルク・カウントとして計算されます。その計算値は次の 100ns 以内に本デバイスの CTRL8 および CTRL9 レジスタで更新されます。これらのレジスタは次の更新まで変更されません。その後の更新は電気的半サイクルごとに行われます。

モータのコイルの抵抗が大きいと、TRQ_COUNT が小さくなる場合があります。TRQ_SCALE ビットを使うと、小さい TRQ_COUNT 値を拡大し、その後の処理を簡単にできます。最初に計算された TRQ_COUNT 値が 500 未満であり、かつ TRQ_SCALE ビットが「1」の場合、TRQ_COUNT は 8 倍されます。TRQ_SCALE ビットが「0」の場合、TRQ_COUNT はアルゴリズムによる当初の計算値を維持します。

ストール・スレッショルドは 2 つの方法で設定できます。ユーザーが STALL_TH ビットを書き込む方法と、ストール学習プロセスを使ってアルゴリズムにストール・スレッショルド値を学習させる方法です。ストール学習プロセスは、STL_LRN ビットを「1」に設定することで開始します。アルゴリズムが理想的なストール・スレッショルドを学習できるように、意図的にモータを短時間ストールさせます。学習が成功すると、STALL_TH レジスタは学習したストール・スレッショルド値で更新されます。STL_LRN_OK ビットは、学習が成功した後 High になります。

学習されたある速度のストール・スレッショルドは、別の速度ではうまく機能しない場合があります。モータ速度が大きく変化するたびにストール・スレッショルドを再学習させることを推奨します。