EVAL6474PD

L6474 Fully integrated microstepping motor driver Datasheet - production data Applications  Bipolar stepper motor Description POWERSO36 The L6474 device, realized in analog mixed signal technology, integrates a dual low RDS(on) DMOS full bridge with all power switches equipped with an accurate on-chip current sensing circuitry suitable for non-dissipative current control and overcurrent protections. Thanks to a new current control, a 1/16 microstepping is achieved through an adaptive decay mode which outperforms traditional implementations. HTSSOP28 Features  Operating voltage: 8 - 45 V  7.0 A output peak current (3.0 A r.m.s.)  Low RDS(on) power MOSFETs  Programmable power MOS slew rate All data registers, including those used to set analogue values (i.e.: current control value, current protection trip point, deadtime, etc.) are sent through a standard 5 Mbit/s SPI.  Up to 1/16 microstepping  Current control with adaptive decay  Non-dissipative current sensing  SPI interface  Low quiescent and standby currents  Programmable non-dissipative overcurrent protection on all power MOS A very rich set of protections (thermal, low bus voltage, overcurrent) makes the L6474 device “bullet proof” as required by the most demanding motor control applications.  Two-level overtemperature protection Table 1. Device summary Order code Package Packing L6474H HTSSOP28 Tube L6474HTR HTSSOP28 Tape and reel L6474PD POWERSO36 Tube L6474PDTR POWERSO36 Tape and reel March 2015 This is information on a product in full production. DocID022529 Rev 4 1/53 www.st.com Contents L6474 Contents 1 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2 Electrical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2 Recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.3 Thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 4 Pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Pin list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 5 Typical applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 6 Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2/53 6.1 Device power-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.2 Logic I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.3 Charge pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.4 Microstepping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 6.5 Absolute position counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.6 Step sequence control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.7 Enable and disable commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.8 Internal oscillator and oscillator driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6.8.1 Internal oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6.8.2 External clock source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6.9 Overcurrent detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.10 Undervoltage lockout (UVLO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.11 Thermal warning and thermal shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.12 Reset and standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.13 Programmable DMOS slew rate, deadtime and blanking-time . . . . . . . . 25 6.14 Integrated analog to digital converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 6.15 Internal voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 DocID022529 Rev 4 L6474 7 Contents 6.16 SYNC pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 6.17 FLAG pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Phase current control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 7.1 Peak current control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 7.2 Auto-adjusted decay mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 7.3 Auto-adjusted fast decay during the falling steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 7.4 Torque regulation (output current amplitude regulation) . . . . . . . . . . . . . . 30 8 Serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 9 Programming manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 9.1 9.2 Registers and flags description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 9.1.1 ABS_POS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 9.1.2 EL_POS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 9.1.3 MARK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 9.1.4 TVAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 9.1.5 T_FAST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 9.1.6 TON_MIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 9.1.7 TOFF_MIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 9.1.8 ADC_OUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 9.1.9 OCD_TH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 9.1.10 STEP_MODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 9.1.11 ALARM_EN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 9.1.12 CONFIG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 9.1.13 STATUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Application commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 9.2.1 Command management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 9.2.2 NOP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.2.3 SetParam (PARAM, VALUE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 9.2.4 GetParam (PARAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.2.5 Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.2.6 Disable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 9.2.7 GetStatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 DocID022529 Rev 4 3/53 53 Contents 10 11 4/53 L6474 Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 10.1 HTSSOP28 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 10.2 POWERSO36 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 DocID022529 Rev 4 L6474 List of tables List of tables Table 1. Table 2. Table 3. Table 4. Table 5. Table 6. Table 7. Table 8. Table 9. Table 10. Table 11. Table 12. Table 13. Table 14. Table 15. Table 16. Table 17. Table 18. Table 19. Table 20. Table 21. Table 22. Table 23. Table 24. Table 25. Table 26. Table 27. Table 28. Table 29. Table 30. Table 31. Table 32. Table 33. Table 34. Table 35. Table 36. Table 37. Table 38. Table 39. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Typical application values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 CL values according to external oscillator frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 EL_POS register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Torque regulation register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 T_FAST register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Maximum fast decay times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Minimum ON time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Minimum OFF time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 ADC_OUT value and torque regulation feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Overcurrent detection threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 STEP_MODE register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Step mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 SYNC signal source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 ALARM_EN register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 CONFIG register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Oscillator management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Overcurrent event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Programmable power bridge output slew rate values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 External torque regulation enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 OFF time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 STATUS register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 STATUS register DIR bit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Application commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 NOP command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 SetParam command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 GetParam command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 HardStop command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Disable command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 GetStatus command structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 HTSSOP28 package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 POWERSO36 package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 DocID022529 Rev 4 5/53 53 List of figures L6474 List of figures Figure 1. Figure 2. Figure 3. Figure 4. Figure 5. Figure 6. Figure 7. Figure 8. Figure 9. Figure 10. Figure 11. Figure 12. Figure 13. Figure 14. Figure 15. Figure 16. Figure 17. Figure 18. Figure 19. 6/53 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 HTSSOP28 pin connection (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 POWERSO36 pin connection (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Bipolar stepper motor control application using L6474 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Charge pump circuitry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Normal mode and microstepping (16 microsteps) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 OSCIN and OSCOUT pin configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Internal 3 V linear regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Peak current control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Adaptive decay - fast decay tuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Adaptive decay - switch from normal to slow + fast decay mode and vice versa . . . . . . . . 29 Fast decay tuning during the falling steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 SPI timings diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Daisy chain configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Command with three-byte argument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Command with three-byte response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Command response aborted . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 HTSSOP28 package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 POWERSO36 package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 DocID022529 Rev 4 L6474 1 Block diagram Block diagram Figure 1. Block diagram 9'' 26&,1 0+] 2VFLOODWRU 26&287 $'&,1 95(* 9%227 &KDUJH SXPS ([W2VFGULYHU &ORFNJHQ $'& 67%