2STB121PM

SJI-M030227A 形２ＳＴＢ１２１PＭ ＤＣブラシレスモータセンサレスドライブ用 IC ■特徴 疑似正弦波通電制御のソフトスイッチング方式により、 低騒音特性を実現したセンサレス方式の３相ブラシレスモータ駆動用のＩＣ ソフトスイッチング駆動により、低騒音でのモータ駆動が可能 出力 Ｉｏ＝０．７Ａ（瞬時）のトーテムポール出力 ＦＧ信号出力機能 外付け抵抗による電流リミット機能 正逆回転切り替え（ＦＲ端子）により正転・逆転の設定が可能 ＴＳＤ（サーマルシャットダウン）機能による保護機能 動作電圧 ４．５Ｖ∼１７Ｖ ２０Ｐｉｎ SOP パッケージ セミコンダクタ事業部 ■ブロック図 VCC VCRL OSC SL1 SL2 NF VM 出力 制御 逆起 検出用 ｺﾝﾊﾟﾚｰﾀ 駆 動 信 号 処 理 ｽﾛｰﾌﾟ回路 中点帰還 位 置 検 出 起動回路 出 力 回 路 U V W 波形合成 ＴＳＤ 電流制限 回路 基準電圧 正逆切換 ＦＧ部 RS GND FR FG CS 1 SJI-M030227A ■端子配置 ソフトスイッチング用端子 回路電源 1 ＳＬ１ ＳＬ２ Ｎ.Ｃ. ＶＣＲＬ ＣＳ ＧＮＤ ＮＦ ＶＭ Ｗ 20 ソフトスイッチング用端子 2 ＶＣＣ ＴＥＳＴ ＯＳＣ ＦＲ ＦＧ Ｎ.Ｃ. Ｕ SL1 ソフトスイッチング用端子 回路電源 1 ＳＬ１ ＳＬ２ ＶＣＲＬ ＣＳ ＧＮＤ ＮＦ ＶＭ Ｗ Ｖ 16 ソフトスイッチング用端子 出力電流制御入力端子 電流制限位相補償用コンデンサ グランド 中点帰還位相補償用コンデンサ 回路電源 Ｗ相出力 Ｖ相出力 SL1 19 2 ＶＣＣ ＴＥＳＴ ＯＳＣ ＦＲ ＦＧ Ｕ ＲＳ RS 15 3 18 出力電流制御入力端子 電流制限位相補償用コンデンサ グランド 中点帰還位相補償用コンデンサ 回路電源 Ｗ相出力 3 14 起動コンデンサ用端子 正逆切換端子 ＦＧ信号出力端子 4 17 起動コンデンサ用端子 正逆切換端子 ＦＧ信号出力端子 Ｕ相出力 電流制限用抵抗 4 13 5 16 5 12 6 15 6 11 7 14 7 10 Ｕ相出力 8 13 RS 8 9 V V 9 Ｎ.Ｃ. ＲＳ Ｎ.Ｃ. Ｖ 12 ２ＳＴＢ１２１ＰＰ Ｖ相出力 電流制限用抵抗 10 11 ２ＳＴＢ１２１ＰＭ サンプル提供のみ ■端子説明 No. １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ １３ １４ １５ １６ １７ １８ １９ ２０ 記号 ＳＬ１ ＶＣＣ ＴＥＳＴ ＯＳＣ ＦＲ ＦＧ Ｎ．Ｃ． Ｕ Ｎ．Ｃ． ＲＳ Ｖ Ｎ．Ｃ． Ｗ ＶＭ ＮＦ ＧＮＤ ＣＳ ＶＣＲＬ Ｎ．Ｃ． ＳＬ２ 端子名称 ソフトスイッチング用端子 回路電源 テスト端子（開放にてご使用下さい。 ） 起動コンデンサ用端子 正逆切換端子 ＦＧ信号出力端子 Ｕ相出力 電流制限用抵抗 Ｖ相出力 Ｗ相出力 回路電源 中点帰還位相補償用コンデンサ グランド 電流制限位相補償用コンデンサ 出力電流制御入力端子 (VCC 端子にﾌﾟﾙｱｯﾌﾟしてご使用下さい) ソフトスイッチング用端子 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ １３ １４ １５ １６ ＳＬ１ ＶＣＣ ＴＥＳＴ ＯＳＣ ＦＲ ＦＧ Ｕ ＲＳ Ｖ Ｗ ＶＭ ＮＦ ＧＮＤ ＣＳ ＶＣＲＬ ＳＬ２ ソフトスイッチング用端子 回路電源 テスト端子（開放にてご使用下さい。 ） 起動コンデンサ用端子 正逆切換端子 ＦＧ信号出力端子 Ｕ相出力 電流制限用抵抗 Ｖ相出力 Ｗ相出力 回路電源 中点帰還位相補償用コンデンサ グランド 電流制限位相補償用コンデンサ 出力電流制御入力 (VCC 端子にﾌﾟﾙｱｯﾌﾟしてご使用下さい) ソフトスイッチング用端子 サンプル提供のみ 2STB121PM （20 ﾋﾟﾝ SOP） ※ 2STB121PP （16 ﾋﾟﾝ DIP） Ｎ.Ｃ.端子は電気的にＩＣ内部と導通していないため、基板上で配線を通すことは可能ですが スパイク性の信号が接続された場合、誘導結合により誤動作することがあります。 2 SJI-M030227A ■絶対最大定格 項目 電源電圧（回路系） 電源電圧（駆動系） 電源以外の端子の最大印加電圧 出力電流 許容損失 動作周囲温度 保存温度 ｼﾞｬﾝｸｼｮﾝ温度 ＊１ 但し、Ｐｄを越えないこと。 記号 VCC VM VIN Io Pd Top Tstg Tj 定格値 １８Ｖ １８Ｖ VCC ０．７Ａ ＊１ ０．８Ｗ （２０ピンＳＯＰ） （IC 単体） ―３０ ∼ ８５℃ ―４０ ∼ １５０℃ １５０℃ ■動作推奨条件 No. 1 2 項目 ＶＣＣ電源電圧範囲 ＶＭ電源電圧範囲 電圧範囲 ４．５∼１７ ４．５∼１７ 単位 Ｖ Ｖ ■電気的特性 No. 項目 記号 ICC IM VSATL VSATH IFG VFGSAT VFRH VFRL IFR VRS VSLL ISLA ISLB VOSCH VOSCL IOSCA IOSCB TSDon TSDoff 単位 mA mA V V uA V V V uA V V uA uA V V uA uA ℃ ℃ 特に明記ない場合 Ta=25℃，VCC=12V，VM=12V 測定条件 備考 規格 MIN TYP MAX 12 − − 2.4 − − １相 ON 時 出力ｵｰﾌﾟﾝ 0.8 1.6 Io=300mA − 1.3 2.6 Io=300mA − 10 − − ｵｰﾌﾟﾝｺﾚｸﾀ 0.5 − − 負荷 5mA 2.0 − − 0.8 − − 1 − − 0.3 0.4 -14.4 11.5 2.8 0.6 -5.1 20.4 − − 0.4 0.5 -12.0 15.0 3.0 0.7 -4.2 25.5 175 150 0.5 0.6 -9.6 18.5 3.2 0.8 -3.3 30.6 − − 1 ＶＣＣ端子消費電流 2 ＶＭ端子消費電流 ■動作説明 3 下側出力飽和電圧 4 上側出力飽和電圧 5 ＦＧ端子リーク電流 6 ＦＧ端子飽和電圧 7 ＦＲ端子Ｈ入力電圧 8 ＦＲ端子Ｌ入力電圧 9 ＦＲ端子バイアス電流 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 電流リミット検知電圧 ＳＬ端子Ｌ電圧 ＳＬ端子充電電流 ＳＬ端子放電電流 ＯＳＣ端子Ｈ電圧 ＯＳＣ端子Ｌ電圧 ＯＳＣ端子充電電流 ＯＳＣ端子放電電流 ｻｰﾏﾙｼｬｯﾄﾀﾞｳﾝ ON 温度 ｻｰﾏﾙｼｬｯﾄﾀﾞｳﾝ OFF 温度 設計目標値 設計目標値 3 SJI-M030227A ■パッケージ外形 ２ＳＴＢ１２１ＰＭ 4 SJI-M030227A ■測定回路図 Ｆｉｇ．１ VCC 消費電流 ＩＣＣ VCC=12V，VM=12V， のときの ICC を測定する。 ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 Ａ ０．０２７ｕ ＩＣＣ ０．５Ω ＶＣＣ Ｆｉｇ．２ VM 消費電流 ＩM VCC=１２V，VM=１２V VOSC=0V のときのＩＭを測定 する。 ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ 20 19 18 17 16 15 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 ＶＣＣ ０．０２７ｕ ＶＯＳＣ 5 Ａ 14 ＩＭ 13 12 11 W V N.C. V RS U 8 N.C. 9 RS 10 ０．５Ω SJI-M030227A Ｆｉｇ．３ Ｕ端子下側飽和電圧 VSATLU ＶOSC に電圧を印加することで、Ｕ端子 をＬ状態に設定し、ＩｏＵ＝３００ｍＡ としたときのＶｏＵを測定。 ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ ５Ω ５Ω 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 ＩｏＵ N.C. 9 RS 10 ＶＣＣ １２Ｖ ０．０２７ｕ ＶＯＳＣ ＶｏＵ Ａ Ｖ ５Ω ０．５Ω Ｆｉｇ．４ Ｖ端子下側飽和電圧 VSATLV ＶOSC に電圧を印加することで、Ｖ端子 をＬ状態に設定し、ＩｏＶ＝３００ｍＡ としたときのＶｏＶを測定。 ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ ５Ω Ｖ ＶｏＶ ５Ω Ａ 11 ＩｏＶ 20 19 18 17 16 15 14 13 12 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 ＶＣＣ １２Ｖ ０．０２７ｕ ＶＯＳＣ ５Ω ０．５Ω 6 SJI-M030227A Ｆｉｇ．５ Ｗ端子下側飽和電圧 VSATLW ＶOSC に電圧を印加することで、Ｗ端子 をＬ状態に設定し、ＩｏＷ＝３００ｍＡ としたときのＶｏＷを測定。 ５Ω ＩｏＷ 12 11 ＶＭ ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ Ｖ ＶｏＷ ５Ω Ａ 13 20 19 18 17 16 15 14 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 ０．０２７ｕ ＶＣＣ １２Ｖ ＶＯＳＣ ５Ω ０．５Ω Ｆｉｇ．６ Ｕ端子上側飽和電圧 VSATHU ＶOSC に電圧を印加することで、Ｕ端子 をＨ状態に設定し、ＩｏＵ＝−３００ｍＡ としたときのＶｏＵを測定。 11 ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ ５Ω ５Ω 20 19 18 17 16 15 14 13 12 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 ＩｏＵ N.C. 9 RS 10 ＶＣＣ １２Ｖ ０．０２７ｕ ＶＯＳＣ ＶｏＵ Ａ Ｖ ５Ω ０．５Ω 7 SJI-M030227A Ｆｉｇ．７ Ｖ端子上側飽和電圧 VSATHV ＶOSC に電圧を印加することで、Ｖ端子 をＨ状態に設定し、ＩｏＶ＝−３００ｍＡ としたときのＶｏＶを測定。 。 ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ ５Ω Ｖ ＶｏＶ ５Ω Ａ 11 ＩｏＶ 20 19 18 17 16 15 14 13 12 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 ＶＣＣ １２Ｖ ０．０２７ｕ ＶＯＳＣ ５Ω ０．５Ω Ｆｉｇ．８ Ｗ端子上側飽和電圧 VSATHW ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ Ｖ ＶｏＷ ５Ω Ａ 13 ５Ω ＩｏＷ 12 11 ＶOSC に電圧を印加することで、Ｗ端子 をＨ状態に設定し、ＩｏＷ＝−３００ｍＡ としたときのＶｏＷを測定。 V 20 19 18 17 16 15 14 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 ０．０２７ｕ ＶＣＣ １２Ｖ ＶＯＳＣ ５Ω ０．５Ω 8 SJI-M030227A Ｆｉｇ．９ ＦＧ端子リーク電流 IFG 以下の順で設定。 1) ＶＦＧ＝０Ｖ 2) ＶＣＣ＝ＶＭ＝１２Ｖ 3) ＶＯＳＣ＝３．０Ｖ 4) ＶＦＧ＝２４Ｖ としたときのＩＦＧを測定する。 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 ＶＭ ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ １２Ｖ SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 ＩＦＧ ０．５Ω ０．０２７ｕ ＶＣＣ １２Ｖ ＶＯＳＣ ＶＦＧ ２４Ｖ Ｆｉｇ．１０ ＦＧ端子出力飽和電圧 VFGSAT ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ １２Ｖ 20 19 18 17 16 15 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 ０．０２７ｕ ＶＣＣ １２Ｖ 2.4ＫΩ 9 Ａ VFG を測定する。 13 12 11 14 VM W V N.C. V N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 Ｖ ＶＦＧ ０．５Ω SJI-M030227A Ｆｉｇ．１１ ＦＲ端子Ｈ入力電圧 ／ ＦＲ端子Ｌ入力電圧 ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ １２Ｖ ＶＷ ＶＶ VFRH （ＦＲ端子Ｈ入力電圧） VFR を 0.8V から 5mV ｽﾃｯﾌﾟで上昇させる。 Ｖ端子をモニタし、Ｖ端子が１１Ｖ以上と なるときのＶＦＲを測定。 VFRL （ＦＲ端子Ｌ入力電圧） VFR を 2V から 5mV ｽﾃｯﾌﾟで下降させる。 Ｖ端子をモニタし、Ｖ端子が０．２Ｖ以下と なるときのＶＦＲを測定。 20 19 18 17 16 15 14 13 12 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 ＶＵ RS U 8 N.C. 9 RS 10 ＶＣＣ １２Ｖ ０．０２７ｕ ＶＦＲ Ｖ ０．５Ω Ｆｉｇ．１２ ＦＲ端子バイアス電流 ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ １２Ｖ 20 19 18 17 16 15 14 13 12 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 Ａ ０．０２７ｕ ＶＣＣ １２Ｖ ＩＦＲ ０．５Ω 10 Ｖ 11 Ｖ V ＩFR ＩＦＲを測定する。 11 V SJI-M030227A Ｆｉｇ．１３ 電流リミット検知電圧 VRS ＶＭ ＶＲＳを測定。 ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ １２Ｖ ５Ω ５Ω 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 ＶＲＳ RS 10 ５Ω ０．０２７ｕ ＶＣＣ １２Ｖ Ｖ ０．５Ω 11 SJI-M030227A Ｆｉｇ．１４ ＳＬ１端子Ｌ電圧 VSLL1 ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ １２Ｖ ＶOSC＝３Ｖとしたときの ＶSL1 を測定する。 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 Ｖ ０．０２７ｕ ＶＳＬ１ ＶＣＣ １２Ｖ ＶＯＳＣ ０．５Ω Ｆｉｇ．１５ ＳＬ２端子Ｌ電圧 VSLL2 ０．０２７ｕ ＶＭ １２Ｖ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＳＬ２ ＶOSC＝０Ｖとしたときの ＶSL2 を測定する。 12 11 20 SL2 N.C. SL2 SL1 SL1 VCC 1 2 Ｖ 19 18 17 16 15 14 13 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 ＶＣＣ １２Ｖ ＶＯＳＣ ０．５Ω 12 SJI-M030227A Ｆｉｇ．１６ ＳＬ１端子充電電流 ＶＭ ＩSLA1 ＶOSC＝０Ｖとしたときの ＩSL1 を測定する。 ０．１ｕ １．５Ｖ ０．１ｕ １２Ｖ 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 ＩＳＬ１ 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 Ａ ＶＳＬ１ １．５Ｖ ＶＣＣ １２Ｖ VOSC ０．５Ω Ｆｉｇ．１７ ＳＬ２端子充電電流 ＩSLA2 ＶＳＬ2 １．５Ｖ ＩＳＬ2 19 18 17 16 15 ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ １２Ｖ ＶOSC＝３Ｖとしたときの ＩSL2 を測定する。 SL2 N.C. SL2 SL1 SL1 VCC 1 2 １．５Ｖ Ａ 20 14 13 12 11 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 ＶＣＣ １２Ｖ ０．５Ω ＶＯＳＣ 13 SJI-M030227A Ｆｉｇ．１８ ＳＬ１端子放電電流 ＩSLB1 ＶOSC＝３Ｖとしたときの ＩSL1 を測定する。 ＶＭ ０．１ｕ １．５Ｖ ０．１ｕ １２Ｖ 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 SL2 N.C. SL2 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 Ａ ＶＳＬ１ １．５Ｖ ＩＳＬ１ ＶＣＣ １２Ｖ VOSC ０．５Ω Ｆｉｇ．１９ ＳＬ２端子放電電流 ＩSLB2 ＶＳＬ2 １．５Ｖ ＩＳＬ2 19 18 17 16 15 ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ １２Ｖ ＶOSC＝０Ｖとしたときの ＩSL2 を測定する。 SL2 N.C. SL2 SL1 SL1 VCC 1 2 １．５Ｖ Ａ 20 14 13 12 11 VCRL CS GND NF VM W V N.C. V TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 ＶＣＣ １２Ｖ ０．５Ω ＶＯＳＣ 14 SJI-M030227A Ｆｉｇ．２０ ＯＳＣ端子Ｈ電圧 ／ ＯＳＣ端子Ｌ電圧 VOSCH （ＯＳＣ端子Ｈ電圧） VOSC を 0.5v→3.2v まで５mV ステップ で変化させ、Iosc ので電流の向きが 反転したときの VOSC の値を測定する。 ０．０２７ｕ ０．１ｕ ０．１ｕ ＶＭ １２Ｖ 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 VOSCL （ＯＳＣ端子Ｌ電圧） VOSC を 3.2v→0.5v まで５mV ステップ で変化させ、Iosc の電流の向きが 反転したときの VOSC の値を測定する。 SL2 SL2 N.C. VCRL CS GND NF VM W V N.C. V SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 OSC 4 FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 N.C. 9 RS 10 ０．０２７ｕ ＶＣＣ １２Ｖ Ｉｏｓｃ ＶＯＳＣ Ｆｉｇ．２１ ＯＳＣ端子充電電流 ／ ＯＳＣ端子放電電流 ０．０２７ｕ 20 19 18 SL2 SL2 N.C. VCRL SL1 SL1 VCC 1 2 TEST 3 ＶＣＣ １２Ｖ ０．０２７ｕ 15 Ａ ０．５Ω ＶＭ ０．１ｕ ０．１ｕ １２Ｖ ＩOSCA （ＯＳＣ端子充電電流） VOSC を 3.2v→0.5v まで５mV ステップ で変化させ、Iosc の電流の向きが プラスからマイナスとなったときの 電流値を測定する。 13 12 11 17 16 15 14 CS GND NF VM W V N.C. V OSC 4 Ｉｏｓｃ FR 5 FG 6 N.C. 7 RS U 8 ＩOSCB （ＯＳＣ端子放電電流） VOSC を 0.5v→3.2v まで５mV ステップ で変化させ、Iosc ので電流の向きが マイナスからプラスになったときの 電流値を測定する。 N.C. 9 RS 10 Ａ ＶＯＳＣ ０．５Ω SJI-M030227A ■動作説明 １．入出力信号論理 （正転時） あるタイミング（ｔ＝ｔ0）でのＦＦのＵ出力 Ｕ(FF) Ｖ(FF) Ｗ(FF) U(FF)∼W(FF)の 合成信号 (IC内部FG信号 でFG端子の３倍 の周期) Ｕ相電流波形 Ｕ相電圧波形 逆起ｺﾝﾊﾟﾚｰﾄ基準電圧 Ｕ相逆起電圧 ｺﾝﾊﾟﾚｰﾄ電圧 Ｖ相逆起電圧 ｺﾝﾊﾟﾚｰﾄ電圧 Ｗ相逆起電圧 ｺﾝﾊﾟﾚｰﾄ電圧 ２．３相センサレス駆動 ２ＳＴＢ１２１ＰＭでは、モータの逆起電圧（誘起電圧，モータの端子電圧）を検出して、 その信号を中点（＊１）と比較することで位置検出信号を生成しています。 これにより、従来ホール素子またはﾎｰﾙＩＣによりモータの位置検出を行なっていたものを、 本ＩＣを使用することでホール素子またはホールＩＣが不要となります。 ＊１ ： 出力Ｕ∼Ｗの電圧を、ＩＣの内部で抵抗でスター結線させることで電位を生成。 ３．位置検出・駆動信号処理 ロジック回路部により、起動動作と逆起動作、正転と反転等の状態でモータが安定して 回るよう信号処理を行なっています。 モータの逆起電圧による位置検出のためのヒステリシス電圧幅は±１２０ｍＶです。 ヒステリシス電圧以上のノイズをＩＣが検知すると、モータが正常に動作しないことがあります。 対応については、応用回路例を参照下さい。 16 SJI-M030227A ４．波形合成 信号処理した電圧波形を波形合成し、出力段を駆動するための信号を生成しています。 ５．出力回路 出力電流瞬時０．７Ａをドライブすることができます。 ６．電流制限回路 出力に流れる電流を外付け抵抗で電圧検出し、モータに流れる電流が一定量以上 流れないように電流制限をかけています。 外付け抵抗０．５Ωで０．７Ａの制限がかかります。 （電流制限は０．７Ａ以下） ＣＳ端子に発振防止用コンデンサが必要です。 定常回転時は電流制限ループの位相補償を行うため、発振防止の為には容量値は大きい方が 良いのですが、帰還ループの応答性が問題となる場合、容量値を小さくする必要があります。 コンデンサの容量値は、以下の動作をご確認の上で設定して下さい。 ・モータをロックした状態で、同期動作すること。 （出力端子に１２０°通電電圧が発生すること。 ） ・電源立ち上げ時およびモータロック解除時に正常な逆起動作をし、発振などの 動作不良が起こらないこと。 ７．起動回路 起動時は、モータが停止しておりモータの逆起電圧が発生しないため、回転開始時のみ 外付けコンデンサで決まる周期でモータを回し逆起電圧を発生させます。 使用するモータに応じて最も起動特性が安定となるようコンデンサの最適値を調整します。 同期動作周期をＴ（ｓｅｃ） 、ＯＳＣ端子の容量値をＣ（ｕＦ）とすると Ｔ＝６×｛Ｔ１＋Ｔ２｝ ＝６×｛ （Ｃ×２．３÷４．２ｕ）＋（Ｃ×２．３÷２５．５ｕ） ．． ｝ ．（Ａ）となります。 Ｔ２ Ｔ１ ＯＳＣ端子 出力端子 Ｔ 17 SJI-M030227A ８．スロープ回路 本ブロックではコイルの逆起ノイズをマスクする幅を設定しています。 ＳＬ１およびＳＬ２端子の容量値は必ず同じ値とし、0.027uF∼0.47uF 程度を 一応の目安として下さい。 モータによっては、上記値を外れる容量値でもご使用頂けますが以下の動作をご確認下さい。 (1)必要となる最大回転数で動作すること。 (2)モータをロックした状態で、同期動作すること。 （出力端子に１２０°通電電圧が発生すること。 ） (3)電源立ち上げ時およびモータロック解除時に正常な逆起動作をし、発振などの 動作不良が起こらないこと。 ９．中点帰還 モータを静かに回すため、出力電圧波形が常にＶＭ∼ＧＮＤの中点を中心に動作します。 出力電圧が中点から上側 or 下側にずれると、電流波形が歪み静音性を確保できなくなります。 ＮＦ端子に発振防止用コンデンサが必要です。 コンデンサの容量値は、以下の動作をご確認の上で設定して下さい。 ・モータをロックした状態で、同期動作すること。 （出力端子に１２０°通電電圧が発生すること。 ） ・電源立ち上げ時およびモータロック解除時に正常な逆起動作をし、発振などの 動作不良が起こらないこと。 １０．基準電圧 ＩＣ内部で３Ｖの定電圧を発生しています。 １１．正逆切換 ＦＲ端子により、モータの回転方向を正転方向／逆転方向に設定できます。 ＦＲ端子をＬ状態（0.8V 以下）とした場合正転、Ｈ状態（2.0V 以上）とした場合 逆転の設定となります。 18 SJI-M030227A １２． ＦＧ部 ２ＳＴＢ１２１ＰＭの回転数検出信号として使用し、サーボ動作させる際に 出力と同じ周期のパルスを出力します。オープンコレクタで Max５ｍＡを引き込むことが可能です。 ＦＧ ＦＧ Ｕ相 電圧波形 Ｖ相 電圧波形 Ｗ相 電圧波形 定常回転時のＦＧ端子の周波数は以下の式により決まります。 ＦＧ周波数＝（モータ回転数÷６０）×（極数÷２） （Ｈｚ） また、起動時のＦＧ端子の周波数は「１０−７ 起動回路」の（Ａ）式の逆数により決まります。 19 SJI-M030227A ■応用回路例 外付け定数はモータによって最適値が異なることがあります。 構成例 （１） 外付け定数の一例 ＩＣ１ Ｃ１ ２ＳＴＢ１２１ＰＭ SL1 VCC Ｃ３ Ｒ２ Ｒ１ TEST OSC FR FG U RS SL2 VCRL CS GND NF VM W V Ｃ５ W V U Ｃ２ Ｒ１＝０．５Ω Ｒ２＝１０Ｋ Ｃ１＝０．０２７ｕ Ｃ２＝０．０２７ｕ Ｃ３＝０．１５ｕ Ｃ４＝０．１ｕ Ｃ５＝０．１ｕ Ｃ４ Ｍ ＶＭ ＧＮＤに接続して正転動作、 VCCに接続して逆転動作 ＶＣＣ ＧＮＤ 構成例 （２） 外付け定数の一例 ＩＣ１ Ｃ１ ２ＳＴＢ１２１ＰＭ SL1 VCC Ｃ３ Ｒ２ Ｒ１ TEST OSC FR FG U RS SL2 VCRL CS GND NF VM W V Ｃ５ W V U Ｃ２ Ｒ１＝０．５Ω Ｒ２＝１０Ｋ Ｃ１＝０．０２７ｕ Ｃ２＝０．０２７ｕ Ｃ３＝０．１５ｕ Ｃ４＝０．１ｕ Ｃ５＝０．１ｕ Ｃ４ Ｍ Ｎ（モータ中性点） ＧＮＤに接続して正転動作、 VCCに接続して逆転動作 ＶＭ ＶＣＣ ＧＮＤ 20 SJI-M030227A 構成例 （３） 外付け定数の一例 ＩＣ１ Ｃ１ ２ＳＴＢ１２１ＰＭ SL1 VCC Ｃ３ Ｒ２ Ｒ１ TEST OSC FR FG U RS SL2 VCRL CS GND NF VM W V Ｃ５ W V U Ｃ２ Ｒ１＝０．５Ω Ｒ２＝１０Ｋ Ｃ１＝０．０２７ｕ Ｃ２＝０．０２７ｕ Ｃ３＝０．１５ｕ Ｃ４＝０．１ｕ Ｃ５＝０．１ｕ １ｋΩ １ｋΩ １ｋΩ Ｃ４ Ｍ Ｎ（モータ 中性点） ＧＮＤに接続して正転動作、 VCCに接続して逆転動作 ＶＭ ＶＣＣ ＧＮＤ ・外付け定数はモータによって変わることがあります。 ・ＶＣＣおよびＶＭは別電源で使用することが可能です。 ・Ｃ４，Ｃ５は位相補償用コンデンサです。 ・Ｃ４は電源変動が無い場合、ＲＳ端子，ＧＮＤ，ＶＭのいずれに接続しても位相補償の 効果としては同じです。 ・電源電圧の変動・リプルが問題となる場合、Ｃ４をＶＭに対して挿入して下さい。 ・モータのインピーダンスが大きい場合等で逆起電圧ヒステリシス以上のノイズがモータから 発生する場合等には、構成例２または３の外回り回路をご検討下さい。 21 SJI-M030227A ■信頼性基準 No. １ 項 目 試験 条 件 水 ＬＴＰＤ ＬＴＰＤ ＬＴＰＤ ＬＴＰＤ ＬＴＰＤ ＬＴＰＤ ＬＴＰＤ 準 ３０％ １５％ １５％ １５％ １５％ １５％ ５０％ 半田耐熱性 熱衝撃 ３ ４ ５ ６ ７ 温度サイクル 連続動作寿命 高温保存 高温高湿保存 静電気耐量 ２６０±５℃ １０秒 ストッパまで浸す ０∼１００℃ １０サイクル １０分間／１サイクル −４０∼＋１２５℃ １０サイクル １時間／１サイクル ８５℃ １０００時間 １２５℃ １０００時間 ８５℃ ８５％ＲＨ １０００時間 ２００Ｖ以上 ２００ｐＦ ０Ωにて 上記項目の試験終了後、電気的特性が規格幅の±２０％増しの範囲にあること。 但し、測定は常温で行う。 ■推奨半田付け条件 【リフロー】 （基板条件によって最適値は異なります。 ） 想定温度プロファイル（パッケージ表面温度） 【フロー】 温度条件：２６０℃（ＭＡＸ）／１０秒以内 22 SJI-M030227A Ｕ相電圧波形 Ｕ相電流波形 （動作例） 抵抗値：７Ω，コイルインダクタンス：６．９ｍＨ（ｆ＝１０ｋＨｚ）のモータに １２Ｖ印加し、定常回転状態で２００ｍＡ流したときの、電圧・電流波形 ＳＬ１／SL２端子容量 ＯＳＣ端子容量 ＮＦ端子容量 ＣＳ端子容量 RS 端子抵抗 ： ： ： ： ： ０．０１５ｕＦ ０．２７ｕＦ ０．１ｕＦ ０．１ｕＦ ０．５Ω ・ 本資料の記載内容は、予告なしに変更される場合があります。 ・ 本資料に記載されている技術情報は、製品の代表的動作や応用例を説明するためのものでその使用に 関して当社および第三者の知的財産権その他の権利に対する保証や実施権の許諾を行うものではあり ません。 ・ 本資料に記載のない条件や環境での使用、および原子力制御・鉄道・航空・車両・燃料装置・医療機 器・娯楽機器・安全機器、その他人命や財産に対し余裕を持った使い方やフェールセーフ等の安全対 策へのご配慮をいただくとともに、当社営業担当者までご相談いただき確認をお願いいたします。 オムロン株式会社 セミコンダクタ事業部 ２００３年 ２月２７日 発行 23