Analog Devices Inc. TMC5241 スマート内蔵型ステッピング・ドライバ/コントローラ

アナログ・デバイセズ (Analog Devices)のTMC5241スマート統合ステッパードライバおよびコントローラは、65V・2ARMS対応の高集積ステッパーモータドライバ兼モーシントローラ集積回路(IC)で、組みアプリケーションにお高精度な位置決めと滑らかなモーション制御を実現ADI TMC5241は、2軸のモーション・コントローラと高度なステッピング・ドライバ技術の組み合わせであり、最大2つのステッピングモータをサポートし、フルステップあたり最大256マイクロステップに対応します。このデバイスは、StealthChop2™による超静音動作、およびSpreadCycle™による最大の効率と最適なモータ・トルク制御が特長です。このモータ・コントロール製品は、ホストプロセッサからのリアルタイムの介入を必要とせずに、直線的および加減速を伴う動作を実行するなど、精巧なポジショニング・プロファイルが可能です。

通信はSPIおよびUARTインターフェイスを通じて行われます。TMC5241は、広範な診断機能、ストール検出を行うStallGuard2™、エネルギーを最適化するCoolStep™を備えています。これらのADIのICは、幅広い電源電圧範囲と豊富な保護機能も備えており、正確性、信頼性、低ノイズが重視されるセキュリティ、医療、産業オートメーションなどのアプリケーションに最適です。

特徴

  • 電圧範囲:4.5VDC~65VDC
  • 低RON(HS + LS):0.31Ω(代表値、TA = +25°C)
  • Hブリッジごとの電流定格(+25°Cでの代表値):
    • IRMS = 2ARMS(2.8Aのサイン波ピーク)(VS = 24V時)
    • IRMS = 1.7ARMS(2.4Aのサイン波ピーク)(VS = 48V時)
  • 完全統合無損失電流センシング
  • ジャークを最小限に抑えるための8点モーション・コントローラ
  • SPIおよび単線UART
  • エンコーダ・インターフェースおよび2個のリファレンス・スイッチ入力
  • フル・ステップあたり256マイクロステップの最大分解能
  • 柔軟な波形テーブルと位相シフトによりモーターに適合
  • StealthChop2サイレント・モータ動作
  • SpreadCycle高ダイナミックモータ制御チョッパ
  • StealthChop2とSpreadCycleのジャークフリーの組み合わせ
  • StallGuard2およびStallGuard4センサレス モータ負荷検出
  • 最大75%のエネルギー節減を実現するCoolStep電流制御
  • パッシブブレーキとフリーホイールモード
  • モータ相温度推定
  • チップ温度測定
  • 汎用アナログ入力
  • 完全保護と診断
  • 過電圧保護出力
  • 露出パッド付きで小型の5mm x 7mm TQFN38パッケージ
  • RoHS準拠

アプリケーション

  • テキスタイル、ミシン、編み機
  • ラボおよびファクトリオートメーション
  • IDプリンタ/カード・プリンタ
  • リキッドハンドリング
  • 医療用
  • オフィス・オートメーションおよびペーパー・ハンドリング
  • 販売時点管理(POS)
  • マッサージチェア
  • ATM、現金回収機、紙幣識別機、現金自動支払機
  • CCTVとセキュリティ
  • ポンプとバルブの制御
  • ヘリオスタットとアンテナの配置
  • ステージ照明

仕様

  • 電源
    • 4.5V~65Vの幅広い電源電圧範囲
      • スリープ・モード時の消費電流:25μA(最大値)
      • 自己消費電流:6mA(最大値)
    • レギュレータ出力電圧:1.8V(標準値)
    • VDD電流制限:20mA(最小値)
    • 論理I/O電源電圧:2.2V~5.5V
      • スリープ・モード時の消費電流:10μA(最大値)
      • 自己消費電流:60μA(最大値)
  • 論理レベルI/O
    • 内蔵プルアップ/プルダウン抵抗範囲:60kΩ~140kΩ
    • 入力リーク:±1μA
    • 低い出力ロジック電圧:0.4V(最大値)
    • 高いオープンドレイン出力ロジック・リーク電流:±1μA
    • SLEEPN電圧:0.9V(最小値、レベルHIGH時)
    • SLEEPN電圧:0.6V(最大値、レベルLOW時)
    • SLEEPNプルダウン入力抵抗:1.5MΩ(代表値)
  • 出力
    • ローサイド出力オン抵抗範囲:0.3Ω~0.75Ω
    • ハイサイド出力オン抵抗:0.3Ω(最大値)
    • 出力リーク範囲:±10μA
    • 出力スルーレート:100V/μs~800V/μs(代表値)
  • 保護回路
    • 過電流保護閾値:1.67A~5.0A
    • 過電流保護ブランキング時間:0.9μs~2.3μs
    • VS端子のUVLO閾値:3.75V~4.05V
    • VSヒステリシスのUVLO閾値:0.12V(代表値)
    • VCC_IOのUVLO閾値:0.9V~1.95V
    • VCC_IO UVLOヒステリシス:100mV(代表値)
    • 熱保護閾値温度:+165°C(代表値)
    • 熱保護温度ヒステリシス:+20°C(代表値)
  • 電流安定化
    • IREFピンに接続する抵抗:12kΩ~60kΩ
    • IREF出力電圧:0.882V~0.918V
    • 安定化精度:±7%
    • 電流安定化の位相ミスマッチ:0.7%(代表値)
  • 最大機能タイミング
    • スリープ時間:50μs
    • スリープからのウェイクアップ時間:2.5ms
    • イネーブル時間:1.5μs
    • ディセーブル時間:6μs
  • クロック
    • 内部クロック周波数範囲:11.9MHz~13.2MHz
    • 外部クロック周波数範囲:8MHz~20MHz
    • 外部クロックデューティ・サイクル範囲:40%~60%
    • 外部クロック検出の周波数閾値:4MHz(最小値)
  • SPIタイミング
    • SCK低/高時間:20ns(最小値)
    • SCK周波数範囲:5MHz~8MHz
    • SCK立ち上がりエッジ前のSDIセットアップ時間:10ns(最小値)
    • SCK立ち上がりエッジ後のSDIホールド時間:10ns(最小値)
    • SCK立ち下がりエッジ後のデータ出力有効時間:50ns~80ns
    • SDI、SCK、CSNフィルタ遅延時間:10ns(代表値)
  • A/Dコンバータ (ADC) / アナログ入力 / 温度
    • ADC分解能:13ビット(代表値)
    • アナログ入力電圧範囲:0V~1.25V
    • アナログ入力リーク電流範囲:±1µA
    • アナログ入力周波数:70kHz(最大値)
    • ドライバ温度精度:±10°C(代表値)
    • 電源電圧測定精度範囲:±4%~±7%
  • 熱抵抗
    • 単層基板
      • ジャンクション‐周囲間:38°C/W
      • ジャンクション-ケース間:1°C/W
    • 4-layerボード
      • ジャンクション‐周囲間:28°C/W
      • ジャンクション-ケース間:1°C/W
  • 最大温度
    • 動作範囲:-40°C~+125°C
    • 接合部:+165°C
    • はんだ処理温度(リフロー):+260°C

ブロック図

ブロック図 - Analog Devices Inc. TMC5241 スマート内蔵型ステッピング・ドライバ/コントローラ
公開: 2025-11-18 | 更新済み: 2026-01-27