JAJSO67 january   2023 MCT8329A

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 (通信機器)
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報 (1 パッケージ)
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 スタンダード・モードとファースト・モードの SDA および SCL バスの特性
    7. 6.7 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  3 相 BLDC ゲート・ドライバ
      2. 7.3.2  ゲート駆動アーキテクチャ
        1. 7.3.2.1 デッドタイムによるクロス導通の防止
      3. 7.3.3  AVDD リニア電圧レギュレータ
      4. 7.3.4  DVDD 電圧レギュレータ
        1. 7.3.4.1 AVDD から VREG への電力供給
        2. 7.3.4.2 VREG 用の外部電源
        3. 7.3.4.3 VREG 電源用外部 MOSFET
      5. 7.3.5  ローサイド電流検出アンプ
      6. 7.3.6  デバイス・インターフェイス・モード
        1. 7.3.6.1 インターフェイス - 制御と監視
        2. 7.3.6.2 I2C インターフェイス
      7. 7.3.7  モーター制御入力オプション
        1. 7.3.7.1 アナログ・モードのモーター制御
        2. 7.3.7.2 PWM モード・モーター制御
        3. 7.3.7.3 周波数モード・モーター制御
        4. 7.3.7.4 I2C 方式のモーター制御
        5. 7.3.7.5 入力制御信号プロファイル
          1. 7.3.7.5.1 リニア制御プロファイル
          2. 7.3.7.5.2 階段制御プロファイル
          3. 7.3.7.5.3 双方向プロファイル
        6. 7.3.7.6 プロファイラを使わない制御入力の伝達関数
      8. 7.3.8  異なる初期条件でのモーターの起動
        1. 7.3.8.1 ケース 1 – モーターが停止
        2. 7.3.8.2 ケース 2 – モーターが正方向に回転
        3. 7.3.8.3 ケース 3 – モーターが逆方向に回転
      9. 7.3.9  モーターの起動シーケンス (MSS)
        1. 7.3.9.1 初期速度検出 (ISD)
        2. 7.3.9.2 モーターの再同期化
        3. 7.3.9.3 リバース・ドライブ
        4. 7.3.9.4 モーター起動
          1. 7.3.9.4.1 アライン
          2. 7.3.9.4.2 ダブル・アライン
          3. 7.3.9.4.3 初期位置検出 (IPD)
            1. 7.3.9.4.3.1 IPD の動作
            2. 7.3.9.4.3.2 IPD 解放
            3. 7.3.9.4.3.3 IPD アドバンス角度
          4. 7.3.9.4.4 スロー・ファースト・サイクル起動
          5. 7.3.9.4.5 開ループ
          6. 7.3.9.4.6 開ループから閉ループへの遷移
      10. 7.3.10 閉ループ制御
        1. 7.3.10.1 120o 整流
          1. 7.3.10.1.1 ハイサイド変調
          2. 7.3.10.1.2 ローサイド変調
          3. 7.3.10.1.3 混合変調
        2. 7.3.10.2 可変整流
        3. 7.3.10.3 進角制御
        4. 7.3.10.4 閉ループ加速
      11. 7.3.11 速度ループ
      12. 7.3.12 電力ループ
      13. 7.3.13 電圧サージ防止 (AVS)
      14. 7.3.14 出力 PWM スイッチング周波数
      15. 7.3.15 短いスタートアップ時間 (50ms 未満)
        1. 7.3.15.1 BEMF スレッショルド
        2. 7.3.15.2 動的消磁
      16. 7.3.16 迅速な減速
      17. 7.3.17 ダイナミック電圧スケーリング
      18. 7.3.18 モーター停止オプション
        1. 7.3.18.1 コースト (ハイ・インピーダンス) モード
        2. 7.3.18.2 還流モード
        3. 7.3.18.3 ローサイド・ブレーキ
        4. 7.3.18.4 ハイサイド・ブレーキ
        5. 7.3.18.5 アクティブ・スピン・ダウン
      19. 7.3.19 FG 構成
        1. 7.3.19.1 FG 出力周波数
        2. 7.3.19.2 開ループ中の FG
        3. 7.3.19.3 モーター停止時の FG
        4. 7.3.19.4 フォルト中の FG の動作
      20. 7.3.20 保護機能
        1. 7.3.20.1  PVDD 電源低電圧誤動作防止 (PVDD_UV)
        2. 7.3.20.2  AVDD パワーオン・リセット (AVDD_POR)
        3. 7.3.20.3  GVDD 低電圧誤動作防止 (GVDD_UV)
        4. 7.3.20.4  BST 低電圧誤動作防止 (BST_UV)
        5. 7.3.20.5  MOSFET VDS 過電流保護 (VDS_OCP)
        6. 7.3.20.6  VSENSE 過電流保護 (SEN_OCP)
        7. 7.3.20.7  サーマル・シャットダウン (OTSD)
        8. 7.3.20.8  サイクル単位の (CBC) 電流制限 (CBC_ILIMIT)
          1. 7.3.20.8.1 CBC_ILIMIT 自動復帰、次の PWM サイクル (CBC_ILIMIT_MODE = 000xb)
          2. 7.3.20.8.2 CBC_ILIMIT 自動復帰、スレッショルド方式 (CBC_ILIMIT_MODE = 001xb)
          3. 7.3.20.8.3 CBC_ILIMIT 自動復帰、'n' PWM サイクル後 (CBC_ILIMIT_MODE = 010xb)
          4. 7.3.20.8.4 CBC_ILIMIT 通知のみ (CBC_ILIMIT_MODE = 0110b)
          5. 7.3.20.8.5 CBC_ILIMIT 無効 (CBC_ILIMIT_MODE = 0111b または 1xxxb)
        9. 7.3.20.9  ロック検出電流制限 (LOCK_ILIMIT)
          1. 7.3.20.9.1 LOCK_ILIMIT ラッチ付きシャットダウン (LOCK_ILIMIT_MODE = 00xxb)
          2. 7.3.20.9.2 LOCK_ILIMIT 自動復帰 (LOCK_ILIMIT_MODE = 01xxb)
          3. 7.3.20.9.3 LOCK_ILIMIT 通知のみ (LOCK_ILIMIT_MODE = 1000b)
          4. 7.3.20.9.4 LOCK_ILIMIT 無効 (LOCK_ILIMIT_MODE = 1xx1b)
        10. 7.3.20.10 モーター・ロック (MTR_LCK)
          1. 7.3.20.10.1 MTR_LCK ラッチ付きシャットダウン (MTR_LCK_MODE = 00xxb)
          2. 7.3.20.10.2 MTR_LCK 自動復帰 (MTR_LCK_MODE= 01xxb)
          3. 7.3.20.10.3 MTR_LCK 通知のみ (MTR_LCK_MODE = 1000b)
          4. 7.3.20.10.4 MTR_LCK 無効 (MTR_LCK_MODE = 1xx1b)
        11. 7.3.20.11 モーター・ロック検出
          1. 7.3.20.11.1 ロック 1：異常速度 (ABN_SPEED)
          2. 7.3.20.11.2 ロック 2：同期の喪失 (LOSS_OF_SYNC)
          3. 7.3.20.11.3 ロック 3：モーターなしフォルト (NO_MTR)
        12. 7.3.20.12 IPD フォルト
    4. 7.4 デバイスの機能モード
      1. 7.4.1 機能モード
        1. 7.4.1.1 スリープ・モード
        2. 7.4.1.2 スタンバイ・モード
        3. 7.4.1.3 フォルト・リセット (CLR_FLT)
    5. 7.5 外部インターフェイス
      1. 7.5.1 DRVOFF - ゲート・ドライバ・シャットダウン機能
      2. 7.5.2 DAC 出力
      3. 7.5.3 電流検出アンプ出力
      4. 7.5.4 発振器ソース
        1. 7.5.4.1 外部クロック・ソース
    6. 7.6 EEPROM アクセスと I2C インターフェイス
      1. 7.6.1 EEPROM アクセス
        1. 7.6.1.1 EEPROM 書き込み
        2. 7.6.1.2 EEPROM 読み出し
      2. 7.6.2 I2C シリアル・インターフェイス
        1. 7.6.2.1 I2C データ・ワード
        2. 7.6.2.2 I2C 書き込み動作
        3. 7.6.2.3 I2C 読み出し動作
        4. 7.6.2.4 I2C 通信プロトコル・パケットの例
        5. 7.6.2.5 内部バッファ
        6. 7.6.2.6 CRC バイト計算
    7. 7.7 EEPROM (不揮発性) レジスタ・マップ
      1. 7.7.1 Algorithm_Configuration レジスタ
      2. 7.7.2 Fault_Configuration レジスタ
      3. 7.7.3 Hardware_Configuration レジスタ
      4. 7.7.4 Gate_Driver_Configuration レジスタ
    8. 7.8 RAM (揮発性) レジスタ・マップ
      1. 7.8.1 Fault_Status レジスタ
      2. 7.8.2 System_Status レジスタ
      3. 7.8.3 Algo_Control レジスタ
      4. 7.8.4 Device_Control レジスタ
      5. 7.8.5 Algorithm_Variables レジスタ
  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 詳細な設計手順
      2. 8.2.2 ブートストラップ・コンデンサと GVDD コンデンサの選択
      3. 8.2.3 VREG 電源用外部 MOSFET の選択
      4. 8.2.4 ゲート駆動電流
      5. 8.2.5 ゲート抵抗の選択
      6. 8.2.6 大電力設計におけるシステムの考慮事項
      7. 8.2.7 コンデンサの電圧定格
      8. 8.2.8 外部出力段部品
      9. 8.2.9 アプリケーション曲線
        1. 8.2.9.1 モーター起動
        2. 8.2.9.2 120o 整流と可変整流
        3. 8.2.9.3 高速起動時間
        4. 8.2.9.4 BEMF スレッショルドの設定
        5. 8.2.9.5 最大速度
        6. 8.2.9.6 より迅速な減速
  10. 9 電源に関する推奨事項
    1. 9.1 バルク容量
  11. 10レイアウト
    1. 10.1 レイアウトのガイドライン
    2. 10.2 レイアウト例
    3. 10.3 熱に関する注意事項
      1. 10.3.1 消費電力
  12. 11デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 11.1 ドキュメントのサポート
      1. 11.1.1 関連資料
    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
  13. 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

8.2.2 ブートストラップ・コンデンサと GVDD コンデンサの選択

正常に動作させるには、ブートストラップ電圧が低電圧誤動作防止スレッショルドより常に高くなるように、ブートストラップ・コンデンサの容量値を設定する必要があります。式 20 を使って、ブートストラップ・コンデンサの両端に生じ得る電位差の最大値を計算します。

式 20. GUID-20200927-CA0I-XQLZ-MPTJ-QHB8BMDQLKGS-low.gif

ΔVBSTX = 12V - 0.85V - 4.45V = 6.7V

ここで、

  • VGVDD はゲート駆動の電源電圧
  • VBOOTD はブートストラップ・ダイオードの順方向電圧降下
  • VBSTUV はブートストラップ低電圧誤動作防止スレッショルド

この例では、ブートストラップ・コンデンサの両端に生じ得る電位差の最大値は 6.7V です。通常は、ブートストラップ・コンデンサと GVDD コンデンサの両方のリップル電圧をできるだけ小さくすることが推奨されます。民生用、産業用、車載用の多くのアプリケーションでは、0.5V～1V のリップル値を使用します。

スイッチング・サイクルごとに必要な総電荷量は以下の式 21 で推定できます。

式 21. Q T O T = Q G + I L B S _ T R A N f S W

QTOT = 54nC + 115µA / 20kHz = 54nC + 5.8nC = 59.8nC

ここで、

  • QG は MOSFET の総ゲート電荷量
  • ILBS_TRAN はブートストラップ・ピンのリーク電流
  • fSW は PWM 周波数

したがって、ブートストラップ・コンデンサの最小値は、ΔVBSTx が 1V と仮定して、次のように推定できます。

式 22. GUID-20200927-CA0I-34PB-JZQV-BTKNMXGBXPBL-low.gif

CBST_MIN = 59.8nC / 1V = 59.8nF

計算されたブートストラップ・コンデンサの推奨値は、59.8nF です。この容量値は、フル・バイアス電圧で必要であることに注意する必要があります。実際には、さまざまな過渡条件によって電力段がパルスをスキップできるように、ブートストラップ・コンデンサの値を計算値より大きくする必要があります。この例では、100nF のブートストラップ・コンデンサを使用することを推奨します。また、十分なマージンを確保するとともに、ブートストラップ・コンデンサを BSTx および SHx ピンのできるだけ近くに配置することを推奨します。

式 23. GUID-20201221-CA0I-JW7J-DPTD-GFN8RP35WWVZ-low.gif

CGVDD = 10 * 100nF = 1µF

このアプリケーション例では、1µF の CGVDD コンデンサを選択します。ほとんどのセラミック・コンデンサでは、バイアス印加時に容量が大幅に減少するため、そのコンデンサに印加される可能性がある最大電圧の 2 倍以上の電圧定格のコンデンサを選択します。この値を選ぶことによって、システムの長期的な信頼性も向上します。

注: より長い期間にわたって 100% のデューティ・サイクルに対応する必要がある大電力システムでは、1µF 以上の CBSTx と 10µF 以上の CGVDD を使用することを推奨します。