モータ制御リファレンスガイド

(1)

モータ制御

(2)

...3

3

相ブラシレス･モータ

...4

ステッピング･モータ

...12

ブラシ付き

DC

モータ

...18

ユニバーサル･モータ

...23

単相

AC

誘導モータ

...26

スイッチト･リラクタンス･モータ（

SRM

）

...31

力率補正回路（

PFC

）

...34

マイクロコントローラ

...38

IGBT & MOSFET

用ゲート･ドライバ･ソリューション

...45

(3)

はじめに

省エネ･グリーン化を促進する

ST

のモータ制御

電気モータ制御分野では、省エネ･グリーン化の流れに合わせて、モータとドライブの効率向上化が急速に進められています。さらに、新しいテクノロジーを市場に浸透させるために、コストと機能の集積レベルの最適化をさらに改善するだけでなく、安全性と信頼性の向上が要求されます。

ST

は

20

年以上にわたり電気モータ制御の開発に取り組んでおり、常に最新の市場動向を把握しています。

ST

は、高集積インテリジェント･パワー･モジュールやモノリシック･モータ･ドライバ、高速で効率的なパワー･スイッチ、電圧過渡保護付きのトライアック、高性能で安全性の高いマイクロコントローラなど、あらゆる技術革新により、市場の変化に迅速に対応しています。従来の簡素なデバイスから最新型の高効率モータまで、モータ･テクノロジーの種類にかかわらず、

ST

は幅広いラインアップから最適なデバイスを提供することが可能です。

ST

のウェブサイトのモータ制御アプリケーションのページをご覧ください。

http://www.st.com/motorcontrol

3

(4)

4 制御ユニット インテリジェント･パワー･モジュール パワー･モジュール 電流センス スピード フィードバック 通信 インタフェース 補助電源 シグナル コンディショナ シグナル コンディショナ ドライバ ドライバ ドライバ

M

高電圧

3

相ブラシレス･モータ･ドライバ･ブロック図

3 相

ブラシレス･モータ

概要

3

相

AC

誘導モータ（

AC IM

）と

3

相永久磁石モータ（

BLDC

、

PMSM

、

PMAC

）は、構造はそれぞれ異なりますが、

PWM

変調された

3

相ブリッジ（

3

個のハーフ･ブリッジ）によって駆動され、可変周波数･可変振幅の

3

相電圧と電流がモータに供給されます。設計の自由度を最大限に高めるため（たとえば、ターン･オンおよびターン･オフ･パワー･スイッチ抵抗の選択など）、

ST

の製品ポートフォリオは、ディスクリート

MOSFET

、

IGBT

の広範なパッケージや定格ゲート･ドライバの選択肢を擁し、高電圧と低電圧の両方のアプリケーションに対応する製品が含まれています。

(5)

5

主な製品

SLLIMM

TM

₂

nd_シリーズ

SLLIMM

（Small Low-Loss Intelligent Molded

Module: 小型低損失インテリジェント･モー

ルド･モジュール）ファミリは、

3相IGBTイン

バータ段構成のIGBTパワー･スイッチと、フリーホイール･ダイオード、ゲート駆動用の制御IC、プロテクション、およびその他のオプション機能をワンパッケージに集積し、

10個以上のディスクリート･デバイスを

置き換えます。

SLLIMM 2

nd

_{シリーズは、}

_{2個のドライバ（1}

個のハイサイド･ドライバと1個のローサイド･ドライバ）による新しい内部構成を使用して設計されています。この新しい方式により、パッケージの小型化と、ローサイド･ドライバの新機能による新しい高度な保護機能を実現しています。フルモールドとDBC（ダイレクト･ボンディング･カッパー）の2種類のIPM（インテリジェント･パワー･モジュール）デバイスを擁し、どちらも相互に互換性があります。

SLLIMM 2

nd

_{シリーズの新製品は、導通性と}

スイッチング･エネルギーにおいて最適化され、高い堅牢性とEMI特性を備えているため、コンプレッサ、ポンプ、ファン、ハード･スイッチング回路、および300W ~ 3kW電力レンジのアプリケーションにおいて最大20

kHzで動作する低出力モータの効率向上に

最適です。

SLLIMM 2

nd

_{シリーズは、従来のSLLIMMシリーズを、機能、パッケージ･タイプ、および柔軟性の面で補完した上位製品です。}

SLLIMM

TM

_-nano

_シリーズ

SLLIMM

TM

_{-nanoは、ゲート駆動用の3個の}

ハーフ･ブリッジHVICとフリーホイール･ダイオードを備えた6個のIGBTをインバータ段に搭載した内部構造により設計されています。最新シリーズは、ヒートシンクへの取付けをより確実かつ容易にするマウンテッド･スロットを備えた新しいパッケージを提供します。さらに、インライン･バージョンと、スタンドオフ･リードありとなしのパッケージ･オプションを擁します。パッケージは、組込みモータ･アプリケーションや組立てスペースに制限のある低出力アプリケーションにおける熱特性とコンパクト性に最適化されています。

SLLIMM

TM

_{-nano シリーズは、導通性とスイッチング･エネルギーにおいて最適化され、高い堅牢性とEMI特性を備えているため、}

_{コンプレッ} サ、ポンプ、ファン、およびハード･スイッチング回路において最大20kHzで動作する低出力モータの効率向上に最適です。 ローサイド ゲート･ドライバ

NTC

（負温度係数） オプション

SLLIMM 2

nd_シリーズ

M

ハイサイド ゲート･ドライバ フィードバック マイクロ コント ローラ

NTC

（負温度係数） オプション

SLLIMM

TM

_nano

_シリーズ

M

ゲート ドライバ ゲート ドライバ フィード バック ハーフ ブリッジ ハーフ ブリッジ ハーフ ブリッジ ゲート ドライバ マイクロコントローラ

(6)

6

特徴

• より堅牢で小型化の設計を実現する豊富なプロテクション機能と広範な診断機能 • 広い動作電圧、電流、および温度範囲 • 複数のパッケージ･オプション • リファレンス設計、評価ボード、および必要に応じて熱分析により開発を簡略化

モータ･ドライバ

IC

モノリシック･モータ･ドライバ

IC

STのBLDCモータ･ドライバは、制御ロジックとパワー段を同一チップ上に集積し、

ブラシレスDCモータ駆動向けに信頼性が高くコスト効率の良いソリューションを提供します。豊富な内蔵ハードウェア･プロテクション機能と広範な診断機能により、非常に堅牢性の高いモータ駆動を保証し、外付け部品数、コスト、煩雑性を低減します。パッケージ･オプションと広い動作電圧/電流/温度範囲により、厳しいスペース要件から熱耐性が要求される環境まで、あらゆるアプリケーションに対応します。リファレンス設計、評価ボード、および必要に応じて熱分析を含む開発環境により、開発の簡略化を実現します。

3 相ブラシレス･モータ

SLLIMM

TM

₂

ND

_シリーズ

3 相ブラシレス･モータ

SLLIMM

TM

_-nano

パッケージ品名コレクタ電流 25°C (@80°C) (A) NTC 電圧 (V) スマートシャットダウン Rthi-c (max) (ºC/W) 分離電圧 (V) フォルト検知用コンパレータ SDIP2F-26L STGIF5CH60TS-L(E)1 8 (5) ○ 600 ○ 5 1500 ○ STGIF7CH60TS-L(E)1 _{10 (7)} _○ ₆₀₀ _○ _4.8 ₁₅₀₀ _○ STGIF10CH60TS-L(E)1 _{15 (10)} _○ ₆₀₀ _○ _4.6 ₁₅₀₀ _○ SDIP2B-26L STGIB8CH60TS-L(E)1, 2 _{12 (8)} _○ ₆₀₀ _○ ₃ ₁₅₀₀ _○ STGIB10CH60TS-L(E)1 15 (10) ○ 600 ○ 2.26 1500 ○ STGIB15CH60TS-L(E)1 _{20 (15)} _○ ₆₀₀ _○ _1.85 ₁₅₀₀ _○ STGIB20M60TS-L(E)1, 2 _{25 (20)} _○ ₆₀₀ _○ _1.4 ₁₅₀₀ _○ STGIB30M60TS-L(E)1, 2 35 (30) ○ 600 ○ 1.2 1500 ○ 注記 1. (E)はショートリード･パッケージで、エミッタ･フォワード搭載のオプション･バージョン。サンプル提供可能 2. 2016年第1四半期提供開始予定パッケージ品名コレクタ電流 @25°C (A) NTC 電圧 (V) スマートシャットダウン分離電圧 (V) フォルト検知用コンパレータ NDIP-26L STGIPN3H60A(T) 3 - (○) 600 - 1000 -STGIPN3H60 (-H)1 ₃ - 600 ○ 1000 ○ STGIPN3H60T-H 3 ○ 600 ○ 1000 ○ N2DIP-26L STGIPQ3H60T-HZ(S)2 3 ○ 600 ○ 1500 ○ STGIPQ3H60T-HL(S)2 ₃ _○ ₆₀₀ _○ ₁₅₀₀ _○ STGIPQ5C60T-HZ(S)2 ₅ _○ ₆₀₀ _○ ₁₅₀₀ _○ STGIPQ5C60T-HZ(S)2 ₅ _○ ₆₀₀ _○ ₁₅₀₀ _○ 注記 1. (-H)は入力アクティブ･ハイサイド･ドライブ搭載バージョン 2. (S)はスタンドオフのないオプション･バージョン センサレス

FOC

向け 集積度 特徴

L6234

L6230

L6229

L6235

ホールセンサ 複合ロジック

& PWM

(7)

品名説明パッケージ RDS(on) (Ω) 電源電圧 max (V) 出力電流 RMS max (A) L6229 3相ブラシレスDCモータ用 DMOSドライバ PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-32 (5x5x1.0) 0.7 52 1.4 L6230 3相ブラシレスDCモータ用 DMOSドライバ PowerSO-36/ VFQFPN-32 (5x5x1.0) 0.7 52 1.4 L6234 3相モータ･ドライバ PDIP-20/PowerSO-20 0.3 52 2.8 L6235 ₃相ブラシレスDCモータ･ドライバ PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-48 (7x7x1.0) 0.3 52 2.8 3 相ブラシレス･モータステッピング･モータブラシ付きDC モータユニバーサル･モータ単相AC 誘導モータスイッチト･リラクタンス･モータ力率補正回路マイクロコントローラ

IGBT & MOSFET

用ゲート･ドライバシグナル･コンディショナ

ディスクリート･パワー･スイッチ

IGBT

STは、

ブレークダウン電圧が600V ~ 1200VレンジのIGBTを提供しています。

STのIGBTは、先進的な独自のトレンチゲート･フィールドストップ構造を使用して開発されています。

特に、

Hシリーズ、

Mシリーズ、およびSシリーズの3つのIGBTが、

このタイプのアプリケーションに適しています。この3シリーズは、非常に低い飽和電圧、最小のコレクタ電流ターン･オフ、および175°

Cの最大接合部動作温度を兼ね備えています。

600VのHシリーズは、導通損失とスイッチング損失において最適化され、中 ~ 高レベルのスイッチング周波数のインバータの効率を最大

化します。

650V

と1200VのMシリーズは、低損失と短絡耐性が必須となる3相産業用駆動装置の効率を最大化します。

1200VのSシリーズは、導通損失とスイッチングオフ損失において最高のトレードオフが得られるように調整されており、低スイッチング周

波数（5kHz以下）における3相産業用駆動装置のシステム全体の性能を大幅に向上します。コレクタ･エミッタ電圧 max (V) 品名 ICNコレクタ電流 max @100°C (A) VCE(SAT) (ICN @Tj =25°C) (V) 短絡回路パッケージ 1200 STG*15M120DF3 15 1.85 ○ TO247/TO247LL STG*25M120DF3 25 1.85 ○ TO247/TO247LL STG*40M120DF3 40 1.85 ○ TO247/TO247LL STG*15S120DF3 15 1.55 ○ TO247/TO247LL STG*25S120DF3 25 1.60 ○ TO247/TO247LL STG*40S120DF3 40 1.65 ○ TO247/TO247LL 600 STG*5H60DF 5 1.45 ○ D2_{PAK/DPAK/TO220FP/TO220} STG*7H60DF 7 1.50 ○ D2_{PAK/TO220FP/TO220} STG*10H60DF 10 1.50 ○ D2_{PAK/TO220FP/TO220} STG*15H60DF 15 1.60 ○ D2_{PAK/TO220FP/TO220} STG*20H60DF 20 1.60 ○ D2_{PAK/TO220FP/TO220/TO247/TO3P} 650 STG*4M65DF21 ₄ _1.55 _○ _D2_{PAK/DPAK/TO220FP/TO220} STG*6M65DF21 6 1.55 ○ D2_{PAK/DPAK/TO220FP/TO220} STG*10M65DF2 10 1.55 ○ D2_{PAK/TO220FP/TO220} STG*15M65DF21 ₁₅ _1.55 _○ _D2_{PAK/TO220FP/TO220} STG*20M65DF21 20 1.60 ○ D2_{PAK/TO220FP/TO220} STG*30M65DF2 30 1.55 ○ D2_{PAK/TO220FP/TO220/TO247LL} 注記 1. 2016年第1四半期提供開始予定

(8)

8

パワー

MOSFET

STのMOSFETポートフォリオは、

40V ~ 550Vの広範なブレークダウン電圧を提供し、低圧トレンチ･プロセスおよび超高速ダイオードを使用

した高圧プレーナ･プロセスに基づく低いゲート電荷と低いオン抵抗を備えています。

品名 BVDSS RDS(on) max @10V (mΩ) ドレイン電流（ID）max (A) Qrr (μC) Trr (ns) パッケージ

ST*270N4F3 40 2 160 225 70 DPAK/H2_PAK/I2_{PAK/PowerSO-10}

ST*160N4LF6 40 <2.2 120 55 57 TO220/H2_PAK

ST*360N4F6 40 <1.8 120 - - TO220/H2_PAK/I2_PAK

ST*220N6F7 60 2.4 120 104 69 TO220/H2_PAK STL220N6F7 60 1.4 2601 ₇₀ ₅₅ _{PowerFLAT 5x6} STP80N70F4 68 9.8 85 130 55 TO220 ST*160N75F3 75 3.7 120 150 70 TO220/TO247/D2_PAK ST*270N8F7 80 2.2 180 - - TO220/H2_PAK ST*310N10F7 100 2.7 180 200 85 TO220/H2_PAK ST*5N52U 525 1500 4.4 95 55 DPAK STF16N50U 500 470 15 280 85 TO220FP

特徴

•ブレークダウン電圧

:

最大

550V

•幅広いパッケージの選択肢 •低電圧での最高レベルのオン抵抗 •内蔵高速ボディ･ダイオード･オプション •非常に低いオン抵抗 •ダイナミック

dv/dt

堅牢性 •大電流能力 •適切な

Crss/Ciss

容量比と

Vth

平均値 •低い熱抵抗 •薄型で強力なパッケージ •低い

Qrr

とブリッジ構成に適したソフトネス特性

DPAK

STD5N52U

H

2

_PAK

STH270N8F7-2

PowerFLAT 5x6

STL220N6F7

(9)

3 相ブラシレス･モータステッピング･モータブラシ付きDC モータユニバーサル･モータ単相AC 誘導モータスイッチト･リラクタンス･モータ力率補正回路マイクロコントローラ

IGBT & MOSFET

IGBT

および

MOSFET

STのパワーMOSFETおよびIGBTゲート･ドライバには、集積型ハーフ･ブリッジ、シングルおよびマルチチャネルのローサイド･ゲート･ドライ

バ、およびガルバニック絶縁デバイスが含まれます。

STのMOSFET/IGBT

ドライバは最高レベルの集積化を提供し、部品コストとアプリケーション全体のサイズを低減するとともに、堅牢性とノイズ耐性を向上させます。ハイ サイド

Hvbus

HVG

ロジック 制御 シグナル

GND

LVG

OUT

ロー サイド

Vboot

コントロール 高電圧 ゲート･ドライバ パワー 段出力 ハーフブリッジ パワー段

Vout

Vcc

ハイ サイド ロー サイド

PWM

マイコン

DSP

など負荷 モータ 誘導負荷 容量性負荷 など _{多品種製品} ポートフォリオ

STDRIVEsmart

STDRIVEgap

ロー

/

ハイ ボルテージ ゲート ドライバ ガルバニック 絶縁

4kV ~ 6kV

ゲート･ドライバ

STDRIVE

_SMART

(L639x)

L6398

ハイ/ロー･サイド入力

、

インターロッキング

& DT

プロテクション、

UVLO Vcc/Vboot

L6391

+

スマート･シャットダウン

+

コンパレータ

L6393

+

シャットダウン入力

+

アンコミッティッド･コンパレータ

+

インターロッキング

&

プログラミング

DT

L6395

+

非対称負荷駆動

L6392

+

オペアンプ

L6390

+

コンパレータ、オペアンプ 機能

FOC

（

Field Oriented Control:

磁界方向制御） アプリケーション用機能搭載

Vcc

Vout

GND

DT

OPOUT

HIN

LIN

SD/OD

UVLO

レベル シフタ デッド タイム 制御 ロジック

UVLO

スマート シャットダウン ハイ サイド ロー サイド コンパレータ

BOOT

HVG

OUT

LVG

CP+

OP+

OP-V

_BIAS ハイ サイド

Hvbus

ロー サイド オペアンプ

V

_REF ブートストラップ･ダイオード

(10)

10

評価ツール

最大限の柔軟性や（さまざまなマイコンが使用される）パワー段と制御段間の互換性を確保するため、

STのほとんどの評価ボードは、マイ

コン用とパワー段用ともに、ボード上にMC（モータ･コントロール）コネクタを搭載しています。このコネクタはSTの標準規格で、ベクトル制御（またはフィールド指向制御）やスカラー制御（たとえば、

AC IM用のV/f ）など、さまざまな制御アルゴリズムに最適です。

MCコネクタを搭載したパワー段を、同じコネクタを備えた任意の制御段と組み合わせて使用できます。マイコンやHWおよびSWツールに

関するST製品については、マイクロコントローラに関する章（p.40）で詳しく説明します。オーダー･コード説明評価ボード技術資料マイコンコネクタ STEVAL-IHM021V2 3相PMSM（永久磁石形同期モータ）のFOC（磁界方向制御）向け

100W 3相インバータ（L6390ゲート･ドライバ & UltraFASTmeshTM_MOSFET_）パワー段 UM1491 ○

STEVAL-IHM023V3 _{1kW 3}相モータ制御デモ･ボード（L6390ゲート･ドライバ & STGP10H60DF IGBT）パワー段 UM1823 ○

STEVAL-IHM025V1 1kW 3相モータ制御デモ･ボード

（STGIPL14K60 IGBT SLLIMMTM_{インテリジェント･パワー･モジュール）} パワー段 UM0900 ○

STEVAL-IHM028V2 _{2kW 3}相モータ制御デモ･ボード（STGIPS20C60 IGBTインテリジェント･パワー･モジュール）パワー段 UM1036 ○

STEVAL-IHM032V1 1シャントFOC（次回方向制御） & 台形制御向け

150Wインバータ（L639xゲート･ドライバ & STGD3HF60HD IGBT）パワー段 UM1078 ○

STEVAL-IHM034V2 デュアル･モータ制御 & PFCデモ･ボード（STM32F103 & STGIPS20C60）フルインバータ

（マイコン搭載） UM1553

-STEVAL-IHM035V2 FOC（磁界方向制御） & スカラ制御向け3相高電圧インバータ電源ボード

（STGIPN3H60 SLLIMMTM_-nano_{インテリジェント･パワー･モジュール）} パワー段 UM1517 ○

STEVAL-IHM036V1 低消費電力モータ制御ボード（STGIPN3H60インテリジェント･パワー･モジュール & STM32F100マイコン）フルインバータ（マイコン搭載） UM1483 -STEVAL-IHM038V1 ファン･コントローラ向け最大50W 3相BLDC/PMSM（永久磁石形同期モータ）モータ駆動フルインバータ（マイコン搭載） UM1697 -STEVAL-IHM040V1 BLDC/PMSM（永久磁石形同期モータ）駆動デモ･ボード

（STM32 & SLLIMMTM_-nano_）

フルインバータ（マイコン搭載） UM1595, UM1594, AN4220 -STEVAL-IHM042V1 小型・低電圧デュアル･モータ制御評価ボード（STM32F303CC & L6230）フルインバータ（マイコン搭載） UM1605 -STEVAL-IHM043V1 ₆ステップBLDCセンサレス駆動ドライバ･ボード（STM32F051 & L6234）フルインバータ（マイコン搭載） DB1860, AN4220 -STEVAL-IHM045V1 FOC（磁界方向制御）向け3相高電圧インバータ電源ボード

（STGIPN3H60A SLLIMMTM_-nano_）パワー段 UM1703

-STEVAL-IFN003V1 PMSM（永久磁石形同期モータ）FOC（磁界方向制御）モータ駆動（L6230モータ･ドライバ & STM32F103マイコン）フルインバータ（マイコン搭載） UM1478 -STEVAL-IFN004V1 BLDC 6ステップ･モータ･ドライバ（L6230モータ･ドライバ & STM8S105マイコン）フルインバータ（マイコン搭載） UM1477 -STEVAL-SPIMD20V1 電源駆動システム･デモ･ボード･キット（SPIMD20集積モータ･ドライバ）フルインバータ（マイコン搭載） DB1505 -モータ･コントロール（

MC

） コネクタ 制御段 （マイコン） パワー段 （パワー･スイッチ、センシング）

(11)

ハイエンドのモーション制御アルゴリズムを容易に実装できます（STSW-STM32100 - STM32 PMSM FOC SDKモータ制御ライブラリも提供）。

3 相･低電圧モータ制御用

STM32 NUCLEO

開発キット

PMSM/BLDCモータ制御アプリケーション（最大50V、

1.4A）においてSTM32とモータ･ドライバICを評価できるように設計されています。

P-NUCLEO-IHM001

オーダー･コード説明評価ボード技術資料マイコンコネクタ

EVAL6229PD ₃相ブラシレスDCモータ向け（L6229 DMOSドライバ）フルインバータ AN1794, AN1625 -EVAL6229QR 3相BLDCモータ制御アプリケーション向け（L6229Q DMOSドライバ）フルインバータ AN3134 -EVAL6230QR ₃相ブラシレスDCモータ駆動デモ･ボード（L6230Q）フルインバータ AN4243 -EVAL6235N 3相ブラシレスDCモータ向け（L6235 DMOSドライバ）フルインバータ AN1794 -EVAL6235PD ₃相ブラシレスDCモータ･ドライバ（L6235）フルインバータ DB1409, AN1625 -EVAL6235Q 3相BLDCモー･ドライバ（L6235Q）フルインバータ DB1616, AN1625 -STEVAL-IPM05F1 3相モータ制御電源ボード（STGIF5CH60TS-L）パワー段 - ○ STEVAL-IPM07F1 3相モータ制御電源ボード（STGIF7CH60TS-L）パワー段 - ○ STEVAL-IPM10F1 3相モータ制御電源ボード（STGIF10CH60TS-L）パワー段 - ○ STEVAL-IPM10B1 3相モータ制御電源ボード（STGIF10CH60TS-L）パワー段 - ○ STEVAL-IPM15B1 3相モータ制御電源ボード（STGIF15M60TS-L）パワー段 - ○ STEVAL-IPM20B1 3相モータ制御電源ボード（STGIF20M60TS-L）パワー段 - ○ STEVAL-IPM30B1 3相モータ制御電源ボード（STGIF30M60TS-L）パワー段 - ○ X-NUCLEO-IHM07M1 3相モー･ドライバ拡張ボード（L6230）パワー段 - -X-NUCLEO-IHM09M11 _{マイコン･コネクタ･アダプタ拡張ボード} _アダプタ _- _○ 注記 1. 2016年第1四半期提供開始予定

NUCLEO-F302R8

モータ制御用のSTM32を搭載したNucleoボード

X-NUCLEO-IHM07M1

STSPIN L6230を搭載したNucleo拡張ボード

BLDC モータ

小型 3相モータ

www.st.com/x-nucleo

IGBT & MOSFET

(12)

12

ステッピング

･モータ

概要

ステッピングパ･モータは、コンピュータ、セキュリティ、オートメーションや産業の各分野において、把持と位置調整アプリケーションなどで広く使用されています。位相の数、巻線構成、要求される動きの滑らかさのレベルに応じて、

ST

は数種類のバイポーラ･ステッピング･モータ･ドライバを提供し、アプリケーションに最適なパフォーマンスを実現します。

ユニポーラ･ステッピング･モータ･ドライブ

ユニポーラ･ステッピング･モータでは、ステータ巻線はコモン側の1つの端子を共有し、各巻線の空き端子は別々のパワー･スイッチに接続され、電流はモータ巻線を通して一方向に流れることができます。ダイオードを使用してターンオフ時にスイッチ間の電圧をクランプします。 単極性ステッピング･モータ･ドライバ ドライバ 制御 ユニット 補助電源 ドライバ ドライバ ドライバ 通信 インタフェース M トランジスタ･アレイ 電流 センス シグナル コンディショナ

(13)

13

バイポーラ･ステッピング･モータ･ドライブ

バイポーラ･ステッピング･モータでは、電流は双方向に流れることができます。

2相モータの2つの巻線をそれぞれ駆動するために、

フルブリッジ･コンバータが必要です。動作中は、電子制御のタイプ（フルステップ、ハーフステップ、マイクロステッピング）と結果として生じる位相電流波形によって、振動レベル、音響ノイズ、動きの滑らかさ、共振に対する感度が影響を受けます。

STは、モノリシック･モータ･ドライバIC

（デジタル･コントローラ、パワー･デバイス、保護機能内蔵）と、さらに高出力向けとしてコントローラとMOSFETを組み合わせて、あらゆる構成に対応します。 よりスムーズで高い分解能 マイクロステップ よりシンプルで低価格 ハーフステップ モータ電流 固定子磁束 モータ電流 固定子磁束

M

補助電源通信 インタフェース 制御ユニット モノリシック･モータ･ドライバ モータ 制御ロジック

(14)

14

L6474は、最大16マイクロステップの分解能を備えたモータ･ドライバです。従来より優れた適応型ディケイ制御を実装しているため、電流

リップルの低減と分解能の向上を実現します。直接ピンでステップ･クロックと方向を容易に制御でき、外付け部品を必要とすることなく

SPI経由の設定が可能なので、部品点数が削減されコスト効率がアップします。

L62x8は最も簡易なソリューションで、

ステッピング用デコード･ロジック、パワー･ステージ･アレイ、およびゲート･ドライバを消費電力ゼロの保護機能とともにワンチップに集積しているため、部品点数を大幅に削減することができます。

powerSTEP01は、小型のQFNパッケージ（11 x 4mm）に最大85Vのステッピング･アプリケーション用の8個のNチャネル16mΩ MOSFETとSPI

でプログラム可能なコントローラを集積したシステム･イン･パッケージ･デバイスで、速度プロファイルの生成と位置決め計算による動きのフルデジタル制御を提供します。消費電力ゼロの過電流保護を搭載したデュアル低オン抵抗（R_DS(on)）フルブリッジを集積しています。また、電圧モード駆動と高度な電流制御の両方で動作可能で、様々なアプリケーションのニーズに適合します。

特徴

•適応型ディケイ制御により分解能が向上し電流リップルが低減 •

SPI

で設定可能 •消費電力ゼロの電流検知

主な製品

STSPIN

モータ･ドライバ

IC

モータ･ドライバ

IC

L6470/2

とL6480/2は、マイクロステッピングに飛躍的な革新をもたらす製品で、高価なDSP、アナログ･デバイス、および電源回路を、

1個の

ICで置き換えます。

これらのドライバに集積されているデジタル･モーション･エンジンは、システム･マイコンからSPI経由で簡単なコマンドを送信するだけで、加速、減速、速度、目標位置を設定し、動作を制御することができます。

L6470の革新的な電圧モード･マイクロステッピ

ング方式は、極めて滑らかな最大128マイクロステップを実現することによりノイズと振動を低減し、

L6472に内蔵された予測アルゴリズム

と適応型ディケイ方式は、従来の電流制御方式を使用して高い精度と滑らかさを実現します。

特徴

•デジタル･モーション･エンジン内蔵により高価な

DSP

が不要 •電圧モードにより極めて滑らかな動作を実現 •適応型ディケイと予測電流制御により超高精度を実現 •優れた評価ツールにより従来のマイクロステッピングにはなかった設計の容易さを提供

OSC1

DGND

V

_DD

V

SA

PGND

_A

V

SB

PGND

B

OSC2

V

REG

ADCIN

クロック生成器

&

分周器

CP

V

boot

A1 A2

チャージ ポンプ 内部

3 V

レギュレータ

ADC

UVLO

OUT_A1

OUT_A2

OUT_B1

OUT_B2

ドライ バインタフェース ドライ バ

B1

TH_SD

TH_WRN

B2

AGND

ドライ バ ドライ バ

dSPIN

コア電流 センス

DA

コンバータ

&

コンパレータ 熱検知

(15)

パワー･ドライバ

STは、

ステッピング、

DC、およびBLDC モータのあらゆる設計ニーズに対応する30種類以上

の製品を取り揃えています。最もシンプルなソリューション（L62x5とL62x6）は、パワー･ステージ･アレイとゲート･ドライバを消費電力ゼロの保護機能とともにワンチップに集積しているため、部品点数を大幅に削減できます。上位製品のL62x7はPWM電流制御が追加され、

L62x8はステッピング用デコード･ロジック

が追加されています。モーション･プロファイルを実装したマイコンにより、要求される高精度なタイミングを生成してモータを駆動します。このソリューションは、小型化と設定の自由度が同時に要求される場合に最適です。

STSPINは、必要な外付け部品数を削減するとともに、

STM32マイコンの

演算能力と柔軟なファームウェア方式により拡張性の高いソリューションです。コントローラ

L6480/2はマイクロステッピングの革新を飛躍的に進める製品で、高価なDSPとアナログを1個のコントローラ

ICで置き換えます。

L6480/2

に集積されているデジタル･モーション･エンジンは、システム･マイコンからSPI経由で簡単なコマンドを送信するだけで、加速、減速、速度、目標位置を設定し、動作を制御することができます。

L6480の革新的な電圧モード･マイクロステッピング方式は、極めて滑らかな最大128マイクロステップの実現によりノイズと振動を低減

し、

L6482 に内蔵された予測アルゴリズムと適応型ディケイ方式は、従来の電流制御方式を使用して高い精度と滑らかさを実現します。

また、最大8個の外付けMOSFETを駆動するためのデュアル･フルブリッジ･ゲート･ドライバを集積し、最大85Vバスまでのあらゆるアプリケーション定格に対応する拡張性の高いソリューションです。

特徴

•高い拡張性 •コスト制約のあるマイクロステッピング制御に最適品名説明パッケージ RDS(on) (Ω) 電源電圧 max (V) 出力電流 RMS max (A) モータタイプ

powerSTEP01 マイクロステッピング制御 & 10AパワーMOSFET搭載

システム･イン･パッケージ QFN 11X14 0.016 85 10 ステッパ･モータ L6470, L6472 モーション･エンジン & SPI搭載マイクロステッピング･モータ･ドライバ HTSSOP-28/PowerSO-36 0.3 45 3 ステッパ･モータ L6480, L6482 モーション･エンジン & SPI搭載マイクロステッピング･モータ･コントローラ HTSSOP-38 - 85 - ステッパ･モータ L6474 高集積マイクロステッピング･モータ･ドライバ HTSSOP-28/PowerSO-36 0.3 45 3 ステッパ･モータ L6460 _SPI設定可能なステッピング & DCマルチモータ･ドライバ TQFP-64 10x10x1.0 0.3 38 2.5 ステッパ･モータ L6208 高集積ステッピング･モータ･ドライバ PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-48 7x7x1.0 0.3 52 2.8 ステッパ･モータ L6228 DMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ（PWM電流制御 & 減衰機能搭載） PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-32 5x5x1.0 0.7 52 1.4 ステッパ･モータ L6506 ステッピング･モータ向け電流コントローラ PDIP-18/SO-20 62 7 - ステッパ･モータ L297 ステッピング･モータ･コントローラ PDIP-20/SO-20 - 7 - ステッパ･モータ L6205 デュアルDMOSフルブリッジ･ドライバ PDIP-20/PowerSO-20/SO-20 0.3 52 2.8 DC/ステッパ･モータ L6206 デュアルDMOSフルブリッジ･ドライバ（診断機能内蔵） PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-48 7x7x1.0 0.3 52 2.8 DC/ステッパ･モータ L6207 デュアルDMOSフルブリッジ･ドライバ（PWM電流コントローラ） PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-48 7x7x1.0 0.3 52 2.8 DC/ステッパ･モータ L6225 DMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ PDIP-20/PowerSO-20/SO-20 0.7 52 1.4 DC/ステッパ･モータ L6226 DMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ（診断機能内蔵） PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-32 5x5x1.0 0.7 52 1.4 DC/ステッパ･モータ L6227 DMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ（PWM電流コントローラ内蔵） PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-32 5x5x1.0 0.7 52 1.4 DC/ステッパ･モータ

EVAL6208

EVAL6470

EVAL6480H

IGBT & MOSFET

(16)

16 品名極性 BVDSS (V) RDS(on) max @ 10 V (mΩ) ドレイン電流 (ID) max (A) パッケージ STL23NS3LLH7 _Nチャネル 30 3.7 23 PowerFLAT 3.3X3.3 STL65DN3LLH5 デュアルNチャネル 30 6.5 19 PowerFLAT 5X6 D.I. STL40DN3LLH5 デュアルNチャネル 30 18 11 PowerFLAT 5X6 D.I. STL8DN10LF3 デュアルNチャネル 100 35 7.8 PowerFLAT 5X6 D.I.

パワー･スイッチ

低電圧パワー

MOSFET

STのMOSFETポートフォリオは、ゲート電荷とオン抵抗を低く抑えて最大100Vまでの広範なブレークダウン電圧を提供するだけでなく、さら

に最先端のチップ･スケール･パッケージング技術を使用して実装されているため電力損失を増やすことなく電力密度の向上を達成しています。

特徴

•極めて小さなオン抵抗 •高いアバランシェ耐性 •大電流能力 •低い熱抵抗 •薄型で高性能なパッケージ •ブリッジ構成に適した低い

Qrr

と適度なソストネス特性 •

P

チャネル

FET

の駆動ステージを簡易化（ブートストラップ回路が不要）

6.5 mΩ 30 V

PowerFLAT 5x6 D.I.

STL65DN3LLH5

3.7 mΩ 30 V

PowerFLAT 3.3x3.3

STL23NS3LLH7

IGBT & MOSFET

STのパワーMOSFETおよびIGBTゲート･ドライバには、高集積ハーフ･ブリッジ、シングルチャネルおよびマルチチャネルのローサイド･ゲー

ト･ドライバ、およびガルバニック絶縁デバイスがあります。

STのMOSFET/IGBT

ドライバは最高レベルの機能集積を提供し、部品コストの削減とアプリケーション･サイズの小型化に貢献するだけでなく、堅牢性やノイズ耐性の強化も実現します。ハイ サイド

Hvbus

HVG

GND

LVG

OUT

Vboot

Vout

Vcc

PWM

マイコン

DSP

STDRIVEsmart

STDRIVEgap

ロー

/

4kV ~ 6kV

(17)

評価ツール

STは、

STの製品とソリューションの包括的な評価を可能にし開発期間を短縮するさまざまな評価ボードを用意しています。

品名特徴主な製品 X-NUCLEO-IHM01A1 _STM32Nucleo用L6474ステッピング･モータ･ドライバ拡張ボード L6474PD X-NUCLEO-IHM02A11 STM32マイコン用L6470モータ･ドライバ拡張ボード L6470 EVLPOWERSTEP01 システム･イン･パッケージ高集積マイクロステッピング･コントローラ & 10AパワーMOSFET POWERSTEP01

EVAL6470H 高集積ステッピング･モータ･ドライバ L6470

EVAL6470H-DISC Discovery kit: L6470モータ･ドライバ用開発ツール L6470

STEVAL-IKM001V1 _L6470H評価キット L6470H

EVAL6470PD L6470H大電力PowerSOパッケージ高集積ステッピング･モータ･ドライバ L6470

EVAL6472H _L6472高集積ステッピング･モータ･ドライバ L6472

EVAL6472H-DISC _{Discovery kit: L6472}モータ･ドライバ用開発ツール L6472 EVAL6472PD L6472大電力PowerSOパッケージ高集積ステッピング･モータ･ドライバ L6472

EVAL6474H _L6474ステッピング･モータ･ドライバ L6474

EVAL6474PD L6474大電力PowerSOパッケージ･ステッピング･モータ･ドライバ L6474 EVAL6480H モーション･エンジン & SPI内蔵高集積マイクロステッピング･モータ･コントローラ L6480H EVAL6482H モーション･エンジン & SPI内蔵高集積マイクロステッピング･モータ･コントローラ L6482H EVAL6206PD L6206PowerSOパッケージ DMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6206

EVAL6206Q デュアル･フルブリッジ（プログラマブル過電流内蔵） L6206Q

EVAL6207N L6207N DMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ（PWM電流コントローラ内蔵） L6207

EVAL6207Q _PWM電流コントローラ内蔵デュアル･フルブリッジ L6207Q

EVAL6208N L6208バイポーラ･ステッピング･モータ用PowerDipパッケージDMOSドライバ評価ボード L6208 EVAL6208PD _L6208バイポーラ･ステッピング･モータ用PowerSOパッケージDMOSドライバ評価ボード L6208

EVAL6208Q L6208Qステッピング･モータ評価ボード L6208Q EVAL6225PD L6225 DMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6225 EVAL6226QR _L6226Qデュアル･フルブリッジ･ドライバ L6226Q EVAL6227PD L6227 PWM電流コントローラ内蔵DMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ L6227 EVAL6227QR _L6227Qモータ制御アプリケーション向けデュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6227Q EVAL6228QR L6228Qステッピング用PWM電流制御 & 変換内蔵デュアル･フルブリッジ･ドライバ･リファレンス･デザイン･ボード L6228Q 注記 1. 2016年第1四半期提供開始予定 3 相ブラシレス･モータステッピング･モータブラシ付きDC モータユニバーサル･モータ単相AC 誘導モータスイッチト･リラクタンス･モータ力率補正回路マイクロコントローラ

IGBT & MOSFET

(18)

18 注記 1. 詳細についてはマイクロコントローラの章（p.40）をご参照ください。

概要

ブラシ付き

DC

モータは内部で整流を行うモータで、直流電源で動作するよう設計されています。従来のバッテリ駆動式をはじめとした多数の低電圧アプリケーションで使用され、出力は数

W

から数馬力まで幅広くあります。一方向の回転のみが必要な場合は、

PWM

によるシングル･スイッチ･トポロジを使用することでモータに印加する電圧を変化させ、モータの速度を制御することができます。位置制御が要求される場合や双方向の回転が必要な場合（自動車のウィンドウなど）は、

PWM

制御によるフル

H

ブリッジが使用されます。低い出力レベル向けに、

ST

は、ゲート･ドライバ、パワー･トランジスタ、プロテクション機能、さらには

DC-DC

コンバータまで組み込んだものなど、機能の集積レベルを段階的に選択できる広範なモノリシック･モータ･ドライバを提供しています。高出力モータ向けとして、

ST

のポートフォリオにはディスクリートの

MOSFET

と

IGBT

、および高電圧ゲート･ドライバが含まれており、システムに必要な

H

ブリッジを実装できます。

STM8S

シリーズなどの汎用

8bit

マイコンを使用してこれらの駆動機能を実装できます(1)_。 シングル･スイッチ･トポロジ 通信 インタフェース ドライバ 電流センス シグナル コンディショナ 補助電源制御 ユニット

M

ブラシ付き

DC

モータ

フルブリッジ･トポロジ 電流センス シグナル コンディショナ 補助電源通信 インタフェース 制御 ユニット

M

シグナル コンディショナ モノリシック･モータ･ドライバ モータ 制御ロジック

(19)

19

STSPIN

モータ･ドライバ

IC

STのDCモータ･ドライバは、制御ロジックとパワー段をワンチップに集積し、

コスト･パフォーマンスに優れた信頼性の高いソリューションです。

STSPINファミリは、

ステッパ、

DC、

BLDCモータに対応しています。

このファミリは、パワー

MOSFET

とゲート･ドライバをプロテクション機能一式とともにワン･チップに集積して部品点数を削減するL62x5とL62x6 から、

PWM電流制御を内蔵したL62x7までを含みます。

パワー段には、駆動電流2.8AのL620xファミリと、

1.4AのL622xファミリの2種類の選択肢が

あります。どちらも4種類のパッケージ（SO、

PowerSO、

DIP、

より小型のQFN）で提供され、組立てと電力処理に関するあらゆる要件に対応します。

STSPINデバイスをベースとするモータ制御アーキテクチャの堅牢性の高さは、各ドライバ

に搭載された完全なプロテクション機能一式により保証されます。プロテクション機能には、クロス･コンダクション保護、サーマル･シャットダウン、低電圧ロック･アウト、外付けのシャント抵抗を不要にする非消費的な過電流保護が含まれます。品名説明パッケージ RDS(on) (Ω) 電源電圧 max (V) 出力電流 RMS max (A) L6201 DMOSフルブリッジ･ドライバ PowerSO-20/SO-20 0.3 48 1 L6202 _DMOSフルブリッジ･ドライバ PDIP-18 0.3 48 1 L6203 _DMOSフルブリッジ･ドライバ MW-11L 0.3 48 1 L6205 デュアルDMOSフルブリッジ･ドライバ PDIP-20/PowerSO-20/SO-20 0.3 52 2.8 L6206 デュアルDMOSフルブリッジ･ドライバ（診断機能内蔵） PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-48 7x7x1.0 0.3 52 2.8 L6207 デュアルDMOSフルブリッジ･ドライバ（PWM電流コントローラ） PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-48 7x7x1.0 0.3 52 2.8 L6225 _DMOSフルブリッジ･ドライバ PDIP-20/PowerSO-20/SO-20 0.7 52 1.4 L6226 デュアルDMOSフルブリッジ･ドライバ（診断機能内蔵） PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-32 5x5x1.0 0.7 52 1.4 L6227 デュアルDMOSフルブリッジ･ドライバ（PWM電流コントローラ） PDIP-24.3/PowerSO-36/SO-24/ VFQFPN-32 5x5x1.0 0.7 52 1.4 L298 デュアル･フルブリッジ･ドライバ MW-15L/PowerSO-20 - 36 2 L293D デュアル･フルブリッジ･ドライバ（ダイオード & 熱保護） + プッシュプル4チャネル･ドライバ（ダイオード内蔵） PDIP-16/SO-20 - 36 0.6 L293E プッシュプル4チャネル･ドライバ PDIP-20 - 36 1 L293B プッシュプル4チャネル･ドライバ PDIP-16 - 36 1 L2293Q デュアル･ブリッジ･ドライバ（熱保護内蔵） VFQFPN-32 5x5x1.0 - 36 0.6

特徴

• 小型の

QFN

と

1C/W Rthj-c

を特徴とする

PowerSO

など、スペースの制約と熱的要件の両方に対応する複数のパッケージ･オプション • 広範なツール･セットにより開発を簡易化 • 広範な診断機能 • 堅牢で完全組込型の保護機能により、外付け部品数、コスト、および複雑性を低減 • 広い動作電圧、電流、および温度範囲

(20)

20

パワー･スイッチ

パワー

MOSFET

ブラシ付きDCモータ向けに、

STのMOSFETポートフォリオは最大250Vまでの幅広いブレークダウン電圧を提供し、

ゲート電荷とオン抵抗を低く抑えるとともに、優れたソース-ドレイン間ダイオード性能を備えることで電力損失を抑制しています。さらに、高いアバランシェ耐性と組込みのツェナー･ダイオードによるゲート-ソース間およびゲート-ドレイン間クランプにより、デバイスの堅牢性と信頼性を高めています。品名極性 BVDss RDS(on) max @ 10 V (mΩ) ドレイン電流 (ID) max (A) パッケージ備考 STD150NS3LLH71 Nチャネル 30 3.3 80 DPA STD90NS3LLH71 Nチャネル 30 4.2 60 DPAK/TO220 STP180NS04ZC Nチャネル 33 4.2 120 TO220 クランプ STP90NS04ZC _Nチャネル 33 6 80 TO220 クランプ STP70NS04ZC _Nチャネル 33 10 80 TO220 クランプ ST*160N4LF6 Nチャネル 40 3.2 120 TO220/H2_PAK

ST*360N4F6 _Nチャネル 40 1.8 120 TO220/H2_PAK/I2_PAK

STP110N55F6 Nチャネル 55 5.2 110 TO220 ST*220N6F7 _Nチャネル 60 2.4 180 TO220/H2_PAK

ST*310N10F7 Nチャネル 100 2.7 120 TO220/H2_PAK

STP10P6F6 Pチャネル 60 180 10 D2_PAK/TO220

STL40C30H3LL _Nチャネル & Pチャネル 30 21/30 40/30 PowerFLAT 5X6 D.I. 相互補完

注記 1. 2016年第1四半期提供開始予定

3.3 mΩ 30 V

DPAK

STD150NS3LLH7

2.7 mΩ 100 V

TO220

STP310N10F7

2.2 mΩ 80 V

H

2

_PAK

STH270N8F7-2

21/30 mΩ 30 V

PowerFLAT 5x6

STL40C30H3LL

特徴

•極めて小さなオン抵抗 •高いアバランシェ耐性 •大電流能力 •低い熱抵抗 •ブリッジ構成に適した低

Q

_rrと適度なソフトネス特性 •

P

チャネル

FET

の駆動ステージを簡易化（ブートストラップ回路が不要）

(21)

評価ツール

STは、

STの製品とソリューションの包括的な評価を可能にし、開発期間を短縮するさまざまな評価ボードを用意しています。

品名説明主な製品

EVAL6205N L6205 DMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6205

EVAL6206N _{L6206 PowerDIP}パッケージDMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6206 EVAL6206PD _{L6206 PowerSO}パッケージDMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6206 EVAL6206Q デュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード（プログラム可能な過電流保護内蔵） L6206Q EVAL6207N _PWM電流コントローラ内蔵L6207N DMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6207

EVAL6207Q PWM電流コントローラ内蔵デュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6207Q

EVAL6208N バイポーラ･ステッピング･モータ用L6208 PowerDipパッケージDMOSドライバ評価ボード L6208 EVAL6208PD バイポーラ･ステッピング･モータ用L6208 PowerSOパッケージDMOSドライバ評価ボード L6208

EVAL6208Q L6208Qステッピング･モータ･ドライバ評価ボード L6208Q EVAL6225PD _{L6225 DMOS}デュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6225 EVAL6226QR L6226Qデュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6226Q EVAL6227PD _{L6227 PWM}電流コントローラ内蔵DMOSデュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6227 EVAL6227QR L6227Q モータ制御アプリケーション用デュアル･フルブリッジ･ドライバ評価ボード L6227Q EVAL6228QR ステッピング用PWM電流コントローラ & トランスレータ内蔵L6228Qデュアル･フルブリッジ･ドライバ･リファレンス･デザイン･ボード L6228Q EVAL6393FB _L6393高電圧ゲート･ドライバ･リファレンス･デザイン･ボード L6393 3 相ブラシレス･モータステッピング･モータブラシ付きDC モータユニバーサル･モータ単相AC 誘導モータスイッチト･リラクタンス･モータ力率補正回路マイクロコントローラ

IGBT & MOSFET

ゲート･ドライバ

IC

IGBT & MOSFET

STのパワーMOSFETおよびIGBTゲート･ドライバには、高集積ハーフ･ブリッジ、シングルチャネルおよびマルチチャネルのローサイド･ゲー

ト･ドライバ、およびガルバニック絶縁デバイスがあります。

STのMOSFET/IGBT

ドライバは最高レベルの機能集積を提供し、部品コストの削減とアプリケーション･サイズの小型化に貢献するだけでなく、堅牢性やノイズ耐性の強化も実現します。ハイ サイド

Hvbus

HVG

GND

LVG

OUT

Vboot

Vout

Vcc

PWM

マイコン

DSP

STDRIVEsmart

STDRIVEgap

ロー

/

4kV ~ 6kV

(22)

ステッピング･モータステッピング･モータ Brushed DC motors ユニバーサル･モータ単相AC 誘導モータスイッチト･リラクタンス･モータ力率補正回路マイクロコントローラ

IGBT & MOSFET

主要ボード

EVAL6393FB : 2

個の

L6393

により制御されるフル･ブリッジ･パワー段

特徴

• スタンドアロンのソリューション •電流の方向とピークを

Phase/

Brake

入力および内蔵コンパレ

ータにより制御 •マイコンや追加の回路が不要 • 部品コストの節約 •低部品数 •最小の実装面積 • 非常に高い柔軟性 • 優れた

EMI

性能 • フル･ブリッジ評価ボード

Vs

Vsupply: 12 V ÷ 600 V

電流方向

&

電流基準しきい値

L6393

負荷

L6393

EVAL6393FB

4.5 cm 4.3 cm

(23)

23

ユニバーサル

･モータ

Umot (モータ電圧) t Imot (モータ電圧) t 通信 インタフェース 速度センス速度センス補助電源 ゼロ交差 検知制御 ユニット シグナル コンディショナ ユニバーサル･モータ･ドライバ（位相制御） 高周波

PWM

通信 インタフェース ドライバ 電流センス シグナル コンディショナ 補助電源制御 ユニット

M

高周波数

PWM

モータ

パルス幅変調（PWM）方式（別名チョッパ･ドライブ）は、モータに印加する電圧を調整するために使用されます。パルス･デューティ比の変化により、モータにかかる有効電圧を変えることができます。位相角度ドライブと比べて、チョッパ･ドライブには、入力整流器（AC商用電源の場合）、パワー･スイッチ、およびスイッチ･オフ時のモータ電流フリー･ホイールのための高速パワー･ダイオードを搭載した複雑なパワー段が必要です。位相角度変調に対するPWM変調の利点は、高い効率、低い音響ノイズ、および優れたEMC特性ですが、ブラシの寿命をより長く保つことができるようになる可能性もあります。

低周波数

DC

モータ

DC電圧をモータに印加すると、渦電流による鉄損失が低減します。ユニバーサル･モータの効率を向上させるため、

DC制御を実装する最

も簡易な方法は、ダイオード･ブリッジ内でモータと直列にトライアックを使用することです。その場合も、低コストのダイアック回路またはローエンドのマイコンを使用して、位相制御によるモータ速度の制御を実現します。このアプリケーション回路では、トライアック電流の減衰速度は主電源のスプリアス･インダクタのみにより制限されるため、

ACスイッチと

直列にインダクタを追加する必要があります。非常に高い(di/dt)パラメータを持つACスイッチを使用することにより、このインダクタのサイズを大幅に削減できます。

PWMドライブ制御において、過電圧に対する堅牢性の向上、

より高い過電流能力、および高周波数のデバイス･スイッチングによるEMIノイズの低減を提供します。

(24)

24

主な製品

トライアック

/ ACS

TM

_{/ ACST}

_ファミリ

STは、最大定格電圧1200V、最大定格電流100A、超小型表面実装型から高電力損失の絶縁型や非絶縁型まで幅広いパッケージに封止さ

れたサイリスタと

ACスイッチを提供しています。

ACスイッチ･シリーズの最新製品は、

SOT223パッケージより小型で、

0.8Aクラスのデバイスを対象としたSMB-Flatパッケージを特徴として

います。

SMB-Flatは、

SOT223パッケージと

PCB設計を互換できるため、生産上の柔軟性を高めることが可能です。

トライアック

STのトライアックのポートフォリオには、汎用スタンダード構成で最大定格電圧800V、最大RMSオン電流40Aのデバイスや、

Snubberless™

テクノロジーによる高整流Tシリーズ、過酷な環境での使用に適した高温対応3象限トライアック（Hシリーズ）などがあります。これらの製品は、家電製品アプリケーションに使用されるユニバーサルおよび誘導モータ･ドライバに最適で、誘導負荷を駆動する場合の厳しい突入条件に対応するために、定格電流の3倍でのスイッチ･オフが可能です。

特徴

•堅牢性と信頼性 •広い電圧範囲と電流範囲 •充実したポートフォリオ •標準トライアック •スイッチ･オフ機能を強化した誘導負荷用の

Snubberless

TMトライアック •高温環境に対応した高温対応

T

シリーズ品名パッケージ電流定格 (ARMS) 非反復サージピーク定格電流 (A) 繰返しピークオフ電圧 (V) 動作温度 Tj max (°C) IGATE (mA) Tシリーズ T435T-600FP TO220AB-FP 4 30 T435T-600FP （600Vのみ） T435T-600FP （125°Cのみ） 35 T635T TO220AB-Insulated（2500V） TO220AB-FP TO220AB 6 45 10（ロジック･レベル）3象限 20/35（SnubberlessTM_）₃_象限 25（スタンダード）4象限 T8T 8 60 T12T 12 90 ~ 100 T16T 16 120 品名パッケージ電流定格 (ARMS) 非反復サージピーク定格電流 (A) V_DRM / V_RRM (V) 動作温度 Tj max (°C) IGATE (mA) Hシリーズ T410H TO220 4 40 600 150 10 T610H TO220 6 60 10 T8**H TO220/D2_PAK/TO220I 8 80 10 35 50 T10**H 10 100 T12**H 12 120 35 50 T16**H 16 160 T20**H 20 200 T30**H TO220/TO220I 30 270

(25)

ACS

TM_および

_ACST

STのACS™およびACSTデバイスは、革新的な特定用途向け（ASD）デバイス技術を使用し

て、家電製品や産業制御アプリケーションに特化して開発されたスイッチです。非常に高いスイッチ･オフ機能を維持しながら、ロジック･レベルのゲート信号に対応するため、マイコンによる直接駆動が可能です。偶発的な過渡事象に対する過電圧保護を内蔵しているため、外付けのMOV保護が不要で、

IEC 61000-4-4および4-5規格で定義されたシ

ステムの安全性と過渡電圧やサージ電圧に対する耐性を実現します。

ACSTシリーズは現在

2A ~ 16Aまで電流範囲が拡張され、

TO220ABおよびTO220FPパッケージに封止されて提

供されます。

ACSシリーズも800Vに拡張され、ゲート･トリガ感度はより低い5mAに抑えられ

ています。品名パッケージ電流定格 (ARMS) 非反復サージピーク定格電流 (A) 繰返しピークオフ電圧 (V) 動作温度 Tj max (°C) IGATE (mA) ACST2 DPAK/TO220FPAB 2 8 800 125 10 ACST4 DPAK/TO220FPAB 4 30 10 / 35 ACST6 D2PAK/TO220AB/TO220FPAB 6 45 10 ACST8 D2PAK/TO220AB/TO220FPAB 8 80 30 ACST10 DPAK/TO220FPAB 10 100 700 125 10 / 35 ACST12 D2PAK/TO220AB 12 120 700 125 10 / 35 ACST1635-8FP TO220FPAB 16 140 800 150 35 ACS302 SO-20 0.2 7.3 600 125 5 ACS102-6T SO-8/TO92 0.2 7.3 600 125 5 ACS108 SOT223/TO92 0.8 13.7 800 125 10 ACS110 SOT223 1 8 700 125 10 ACS120 DPAK/TO220AB/TO220FPAB 2 20 700 125 10 ACST1035-8FP TO220FPAB 10 90 800 150 35 ACST1235-8FP TO220FPAB 12 100 800 150 35

特徴

• 高いスイッチ･オフ能力 • 低いゲート･トリガ電流によりマイコンとの直接接続が可能 • 内蔵

ESD

保護機能により、外付け回路が不要で

IEC 61000-4-4

および

4-5

規格に適合オーダー･コード説明技術資料 STEVAL-IHM029V2 ユニバーサル･モータ制御アプリケーション用評価ボード

（高温接合Triac & STM8Sマイコン） UM0922

STEVAL-IHM041V1 米国仕様ユニバーサル･モータ制御アプリケーション用評価ボード

（高温接合Triac & STM8Sマイコン） UM1559

評価ツール

IGBT & MOSFET

(26)

26

単相

AC

誘導モータ

概要

モータ制御分野で豊富な実績と経験を持つ

ST

は、世界的リーダーとして幅広い製品ラインアップを擁しています。単相誘導モータの制御用に、革新的な製品や新しいトポロジ、トライアックやサイリスタ、

AC

スイッチ等の最新技術による堅牢なデバイスを組み合わせて提案することができます。 Umot (モータ電圧) t Imot (モータ電圧) t トルク電圧増加負荷速度通信 インタフェース 電流センス補助電源制御 ユニット シグナル コンディショナ 速度制御マイコン ゼロ交差 検知 M

(27)

27

主な製品

トライアック

/ ACS

TM

_{/ ACST}

_ファミリ

STは、最大定格電圧1200V、最大定格電流100Aで、超小型表面実装型から高電力損失の絶縁型や非絶縁型まで幅広いパッケージに封止

されたサイリスタとACスイッチを提供しています。

ACスイッチ･シリーズの最新製品は、

SOT223パッケージより小型で0.8A

クラスのデバイスを対象としたSMB-Flatパッケージを特徴としています。

SMB-Flatは、

SOT223パッケージと

PCB設計を互換できるため、生産上の柔軟性を高めることが可能です。

トライアック

STのトライアックのポートフォリオには、汎用スタンダード構成で最大定格電圧800V、最大RMSオン電流40Aのデバイスや、

Snubberless

TM テクノロジーによる高整流Tシリーズ、過酷な環境での使用に適した高温対応3象限トライアック（Hシリーズ）などがあります。これらの製品は、家電製品アプリケーションに使用されるユニバーサルおよび誘導モータ･ドライバに最適で、誘導負荷を駆動する場合の厳しい突入条件に対応するために、定格電流での3倍でのスイッチ･オフが可能です。

特徴

•堅牢性と信頼性 •広い電圧範囲と電流範囲 •充実したポートフォリオ •標準トライアック •スイッチ･オフ機能を強化した誘導負荷用の

Snubberless

TMトライアック •高温環境に対応した高温対応

T

シリーズ品名パッケージ電流定格 (ARMS) 非反復サージピーク定格電流 (A) 繰返しピークオフ電圧 (V) 動作温度 Tj max (°C) IGATE (mA) Tシリーズ T435T-600FP TO220AB-FP 4 30 600 125 35 T635T TO220AB-Insulated（2500V） TO220AB-FP TO220AB 6 45 800 150 10（ロジック･レベル）3象限 20/35（SnubberlessTM_）₃_象限 25（スタンダード）4象限 T8T 8 60 800 150 T12T 12 90 ~ 100 800 150 T16T 16 120 800 150 品名パッケージ電流定格 (ARMS) 非反復サージピーク定格電流 (A) V_DRM / V_RRM (V) 動作温度 Tj max (°C) IGATE (mA) 高温Triac T410H TO220 4 40 600 150 10 T610H TO220 6 60 10 T8**H TO220 D2_PAK TO220I 8 80 10 35 50 T10**H 10 100 T12**H 12 120 35 50 T16**H 16 160 T20**H 20 200 T30**H TO220 TO220I 30 270

(28)

28

ACS

TM_および

_ACST

STのACS™およびACSTデバイスは、革新的な特定用途向け（ASD）デバイス技術を使用し

て、家電製品や産業制御アプリケーションに特化して開発されたスイッチです。非常に高いスイッチ･オフ機能を維持しながら、ロジック･レベルのゲート信号に対応するため、マイコンによる直接駆動が可能です。偶発的な過渡事象に対する過電圧保護を内蔵しているため、外付けのMOV保護が不要で、

IEC 61000-4-4および4-5規格で定義された

システムの安全性と過渡電圧やサージ電圧耐性を実現します。

ACSTシリーズは現在2A ~

16Aまで電流範囲が拡張され、

TO220ABおよびTO220FPパッケージに封止されて提供され

ます。

ACSシリーズも800Vに拡張され、ゲート･トリガ感度はより低い5mAに抑えられていま

す。品名電流定格 (ARMS) 非反復サージピーク定格電流 (A) 繰返しピークオフ電圧 (V) 動作温度 Tj max (°C) IGATE (mA) パッケージ ACST2 2 8 800 125 10 DPAK/TO220FPAB ACST4 4 30 10 / 35 DPAK/TO220FPAB ACST6 6 45 10 D2_{PAK/TO220AB/TO220FPAB} ACST8 8 80 30 D2_{PAK/TO220AB/TO220FPAB} ACST10 10 100 700 125 10 / 35 TO220AB/TO220FPAB ACST12 12 120 700 125 10 / 35 D2_PAK/TO220AB ACST1635-8FP 16 140 800 150 35 TO220FPAB ACS302-6T 0.2 7.3 600 125 5 SO-20 ACS102-6T 0.2 7.3 600 125 5 SO-8/TO92 ACS108 0.8 13.7 800 125 10 SOT223/TO92 ACS110 1 8 700 125 10 SOT223 ACS120 2 20 700 125 10 DPAK/TO220AB/TO220FPAB ACST1035-8FP 10 90 800 150 35 TO220FPAB ACST1235-8FP 12 100 800 150 35 TO220FPAB

特徴

• 高いスイッチ･オフ能力 • 低いゲート･トリガ電流によりマイコンとの直接接続が可能 • 内蔵

ESD

保護機能により、外付け回路不要で

IEC 61000-4-4

および

4-5

規格に適合

(29)

IGBT

STは、先進的なST独自のトレンチゲート･フィールドストップ構造を使って開発した新しい

IGBTファミリをリリースしました。

導通損失とスイッチング損失の間で最適なバランスを提供する600V対応のHシリーズは、高いスイッチング周波数の効率を最大化します。また、非常に低い飽和電圧（わずか1.6V）と最小のコレクタ電流ターン･オフ、最大175°

Cの

接合部動作温度が特徴です。コレクタ･エミッタ電圧 max (V) 品名 ICNコレクタ電流 max @ 100 °C (A) VCE(SAT) (ICN@Tj = 25°C) (V) 短絡耐量パッケージ 600 STG*5H60(D)F 5 1.50 ○ D2_{PAK/DPAK/TO220FP/TO220} STG*7H60(D)F 7 1.50 ○ D2_{PAK/TO220FP/TO220} STG*10H60(D)F 10 1.50 ○ D2_{PAK/TO220FP/TO220} STG*15H60(D)F 15 1.50 ○ D2_{PAK/TO220FP/TO220} STG*20H60(D)F 20 1.50 ○ D2_{PAK/TO220FP/TO220/TO247}

特徴

• 低い

V

_CE(SAT)による導通損失の低減 • 短絡に対する耐性 • オプションで調整された逆並列ダイオードを同一パッケージに実装することにより電力損失の改善と最良の温度管理を実現 •

V

_CE(SAT)の負の温度ディレーティング • 数種類のパッケージ選択ダイオードおよび整流器

STの超高速ダイオードは、

300V ~ 1200Vの電圧範囲で、様々なVf/trr およびQrr/Sファクタの

トレード･オフを備えているため、単相AC誘導モータ用の高周波数ACチョッピング･トポロジを含むあらゆるアプリケーションに最高の性能を提供します。

Turboswitch™ダイオード

は、順方向電圧降下を低く抑えながら超高速リカバリ特性を達成します。ダイオードとトランジスタの両方のターン･オン時の損失を大幅に低減します。すべてのST製品は、リーク電流を抑制したことにより最大175°

Cの接合部動作温度までの

定格となっています。薄型のPowerFLAT™パッケージでも提供可能です。

特徴

• 広い電圧範囲

: 300V ~ 1200V

• 電流範囲

:

最大

200A

• 薄型

PowerFLAT™

パッケージ • 様々な

Vf/trr

のトレード･オフを各種パッケージで提供 • 接合部動作温度

: 175

°

C

品名平均整流電流 max (A) 順電圧 max（@If）（V）逆回復電荷1 （Qrr）typ（nC） S factor typ パッケージ 300V 超高速整流ダイオード STTH8R03 8 1.8 60 0.4 TO220AC STTH8R03DJF 8 1 120 0.3 PowerFLAT™ 5 x 6 STTH30R03 30 1.4 63 0.4 D2_PAK/TO247 400V 超高速整流ダイオード STTH8R04 8 1.5 148 0.4 D2_{PAK/TO220AC/TO220AC ins} STTH20R04 20 1.7 225 0.3 D2_{PAK/TO220AC/DO247/TO220FPAC} STTH30R04 30 1.45 525 0.4 D2_{PAK/TO220AC/DO247/DOP3 Ins} 600V 超高速整流ダイオード STTH5R06 5 2.9 110 0.35 D2_{PAK/TO220AC/DO247/TO220FPAC} STTH5R06DJF 5 1.2 180 0.5 PowerFLAT™ 5 x 6 STTH8R06 8 2.9 150 0.3 D 2_{PAK/TO220AC/TO220AC Ins/} I2_{PAK/TO220FPAC} STTH12R06 12 2.9 180 0.2 D2_PAK/TO220AC STTH15R06 15 2.9 220 0.15 TO220AC/TO220FPAC STTH30R06 30 1.85 1000 0.37 DO247/DOP3 Ins 注記 1. 試験条件についてはデータシートをご覧ください 3 相ブラシレス･モータステッピング･モータブラシ付きDC モータユニバーサル･モータ単相AC 誘導モータスイッチト･リラクタンス･モータ力率補正回路マイクロコントローラ

IGBT & MOSFET

モータ制御 リファレンス ガイド