NJW4305A

- 1 -Ver.2013-08-07

NJW4305AVC3 (SSOP20-C3)

三相DCブラシレスモータコントロール IC

概 要 外 形

NJW4305A は、三相ブラシレスモータのホール素子のロータ 磁極検出信号を受け最適な通電励磁パターンを生成し、モータ をドライブする、三相DCブラシレスモータ制御 ICです。 目的とするモータ出力に適したパワー素子を選択することに より、アプリケーションに応じた出力容量のモータドライブ 回路を構成できます。 動作電圧範囲が、7.3Vから 36V（最大 40V）と余裕があり、 24V / 12Vの電源電圧での応用、発振回路内蔵による速度制御、 電流検出回路によるトルクリミッタ制御への応用が可能です。

特 徴

・ 最大電源電圧 : 40V ・ 動作電源電圧範囲 : 7.3V ~ 36V ・ 動作周囲温度範囲 : - 40ºC ~ + 105ºC ・ 消費電流 : 3.2mA ( typ. ) ( VCC=24V ) ・ FG出力 ・ ロック保護機能（自動復帰） ・ 正転逆転機能 ・ 過電流検出機能 ・ サーマルシャットダウン機能 ・ UVLO保護回路 ・ ダイレクトPWM対応 : ~ 150kHz対応 ・ Bi-CDMOS構造 ・ 外形 : SSOP20-C3

NJW4305A

- 2 - Ver.2013-08-07

H1+

H2+

H3+

OSC

VERR

GND

ILIMIT

WL

VL

UL

WH

VH

UH

FR

FG

H1-

H2-

H3-

VCC

+-

VREF UVLO

SawOscillator

+-

PWM Logic

LockDetect

TSD

+-

+-

+-

DeadTime

RotorPositionDecode

Cｔ

LocalOscillator

ILIMIT

FR

18kHz Fix.

ブロック図

NJW4305A

- 3 -Ver.2013-08-07

NJW

4305A

1. H1+

2. H1-

3. H2+

4. H2-

5. H3+

6. H3-

7. FR

8. VERR

9. OSC

10. Ct

20. VCC

19. UH

18. VH

17. WH

16. UL

15. VL

14. WL

13. ILIMIT

12. FG

11. GND

端子配列

端子説明

* すべてのグラウンド端子は外部にてショートしてください。

* 未使用の入力端子は、外部にて電位を固定してください。

端子番号 端子名 機能 備考 1 H1+ ホール素子入力端子H1+ H1- 端子と合わせて使用します 2 H1 - ホール素子入力端子H1- H1+ 端子と合わせて使用します 3 H2+ ホール素子入力端子H2+ H2- 端子と合わせて使用します 4 H2 - ホール素子入力端子H2- H2+ 端子と合わせて使用します 5 H3+ ホール素子入力端子H3+ H3- 端子と合わせて使用します 6 H3 - ホール素子入力端子H3- H3+ 端子と合わせて使用します 7 FR 正転逆転方向入力端子 L または Open ＝正転, H＝逆転。

8 VERR エラーアンプ電圧入力端子 OSC端子と組み合わせることでPWM時の デューティを設定します。 未使用時はプルアップします。

9 OSC PWM制御用 コンデンサ接続端子 PWM周波数を設定します。

10 Ct ロック保護用 コンデンサ接続端子 ロック保護のON時間を設定します。

11 GND グラウンド端子 グラウンドを接続します

12 FG FG出力端子 回転信号を出力します。 使用時は抵抗でプルアップします。

13 ILIMIT 過電流検出端子 Nchドライバのソースに接続します。未使用時はプルダウンします。 L＝回転, H＝過電流動作

14 WL 出力端子WL 下アーム W相出力 15 VL 出力端子VL 下アーム V 相出力 16 UL 出力端子UL 下アーム U 相出力 17 WH 出力端子WH 上アーム W相出力 18 VH 出力端子VH 上アーム V 相出力 19 UH 出力端子UH 上アーム U 相出力 20 VCC 電源端子 電源を接続します。

NJW4305A

- 4 - Ver.2013-08-07

絶対最大定格 ( Ta = 25°C )

項 目 記 号 定格値 単位 備 考

電源電圧 VCC 40 V VCC端子 ハイサイド出力端子電圧 VOH 40 V UH, VH, WH端子 FG端子電圧 VFG 7 V FG端子

ホール入力端子電圧 VIH 7 V H1+, H1-, H2+, H2-, H3+, H3- 端子

ロジック入力端子電圧 VIN 7 V FR端子 ILIMIT端子電圧 VLIM 3.5 V ILIMIT端子 VERR端子電圧 VVERR 7 V VERR端子 ハイサイド出力電流 IOH 150 mA UH, VH, WH端子 ローサイド出力電流 IOL +100 / -150 mA UL, VL, WL端子 FG出力電流 IFG 15 mA FG端子

消費電力 PD 1000 mW 基板実装時:76.2×114.3×1.6 mm （2層, FR-4） EIA/JEDEC準拠

動作温度範囲 Topr - 40 ~ + 105 °C 保存温度範囲 Tstg - 50 ~ + 150 °C

推奨動作範囲 ( Ta = 25°C )

項 目 記 号 条 件 最小 標準 最大 単位 電源電圧 VCC 7.3 24.0 36.0 V

端子動作条件 ( Ta = 25°C )

項 目 記 号 条 件 最小 標準 最大 単位 ホール入力端子 ( H1+, H1-, H2+, H2-, H3+, H3- ) ホール入力感度 ∆VMIH Peak to peak 0.08 - - V ホール入力電圧範囲 VICMIH 0 - 3.5 V ロジック入力端子 ( FR ) Hレベル入力電圧 VHIN 2 - 5.5 V Lレベル入力電圧 VLIN 0 - 0.8 V VERR端子 入力電圧範囲 VICMVERR 0 - 5.5 V PWM入力周波数 VPWMVERR - - 150 kHz

電気的特性 ( Ta = 25°C, VCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V, FR=0V, VERR=5V, OSC=1V, Ct=ILIMIT= 0V ) 項 目 記 号 条 件 最小 標準 最大 単位

全体 消費電流1 ICC1 VCC = 12V 2.4 2.9 3.8 mA 消費電流2 ICC2 VCC = 24V 2.7 3.2 4.1 mA 過熱保護動作部 過熱保護動作温度 TTSD1 - 180 - °C 過熱保護解除温度 TTSD2 - 130 - °C 過熱保護ヒステリシス温度 ∆TTSD - 50 - °C

NJW4305A

- 5 -Ver.2013-08-07

電気的特性 ( Ta = 25°C, VCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V, FR=0V, VERR=5V, OSC=1V, Ct=ILIMIT= 0V )

項 目 記 号 条 件 最小 標準 最大 単位 低電圧保護動作部 UVLO検出動作電圧 VDUVLO VCC Decreasing 6.0 6.45 7.19 V UVLO検出解除電圧 VRUVLO VCC Increasing 6.01 6.6 7.2 V UVLO検出ヒステリシス 電圧幅 ∆VUVLO - 0.15 - V

ロック保護回路部 ( Ct 端子 ) ロック保護ON時間 tON Ct = 0.47µF 0.18 0.25 0.34 s Hレベル電圧 VHCt 3.2 3.4 3.6 V Lレベル電圧 VLCt 0.8 1.0 1.2 V ロック充電電流 ICHGCt VCt = 0V → 2.5V時 5.0 6.5 8.5 µA ロック放電電流 IDCHGCt 0.3 0.65 0.9 µA ロック充放電電流比 ICHGCt / IDCHGCt - 10 - - ホールアンプ部 ( H1+, H1-, H2+, H2-, H3+, H3- 端子 ) ヒステリシス電圧幅 ∆VHYSH 10 30 50 mV 入力バイアス電流 IBIH 1入力当たり - - 2 µA ハイサイド出力部 ( UH, VH, WH 端子 ) ハイサイド出力電圧 VOLH ISINK = 50mA - 0.5 1.2 V ハイサイドリーク電流 IOLEAKH VOH = 36V - - 1 µA ローサイド出力部 ( UL, VL, WL 端子 ) ローサイド出力電圧1 VOHL1 VCC = 12V, ISOURCE = 50mA 8.0 10.0 - V ローサイド出力電圧2 VOHL2 VCC = 24V, ISOURCE = 50mA 8.0 10.0 - V ローサイド出力L電圧 VOLL ISINK = 50mA - 0.5 1.2 V ローサイドクランプ電圧 VOCLL VCC = 36V, ISOURCE = 0.1mA - - 16.0 V FG出力部 ( FG端子 ) 出力電圧 VOFG IFG = 10mA - 0.2 0.6 V リーク電流 IOLEAKFG VFG = 5V - - 1 µA 過電流検出部 ( ILIMIT端子 ) 検出電圧 VDETLIM 0.25 0.28 0.31 V 入力バイアス電流 IBLIM - 1.0 2.0 µA エラーアンプ部 (VERR端子 ) PWM 0% 検出電圧 VPWM1VERR 出力ON Duty = 0% - - 0.6 V PWM 100% 検出電圧 VPWM2VERR 出力ON Duty = 100% 3.5 - - V 入力バイアス電流 IBVERR - 1.0 2.0 µA 発振器部 ( OSC端子 ) 三角波ピーク電圧 VPOSC 2.7 3.0 3.3 V 三角波ボトム電圧 VBOSC 0.8 1.0 1.2 V OSC充電電流 ICHGOSC OSC = 0V → 2.5V時 50 80 120 µA OSC放電電流 IDCHGOSC OSC = 5V → 2.5V時 0.6 1.3 2.0 mA 発振周波数 fOSC COSC = 1000pF - 35 50 kHz コントロール入力部（ FR端子 ) Hレベル入力電流 IHIN VIN = 5V 30 50 100 µA Lレベル入力電流 ILIN VIN = 0V - - 1 µA プルダウン抵抗 RIN - 100 - kΩ

NJW4305A

- 6 - Ver.2013-08-07

端子・回路動作定義 ホール入力端子同相入力電圧範囲 ホール入力ヒステリシス電圧幅

コントロール入力端子（FR端子） PWM周波数(fOSC)

fOSC = 1 / ( tCHGOSC + tDCHGOSC )

Low レベル電圧

High レベル電圧

Undefined

VIN

5.5V

2.0V

0.8V

0VtDCHGOSC

tCHGOSC

VOSC

時間 t

VPOSC

VBOSC

VICMIH

3.5V

0V

VICMIH

3.5V

0V

論理反転

∆VHYSH

論理反転

NJW4305A

- 7 -Ver.2013-08-07

PWM0% / PWM100%検出電圧

過電流検出電圧

過熱保護動作温度

VVERR

VPOSC

スピード可変VBOSC

最大速度 ( = 出力 ON Duty 100% )

停止 ( = 出力 ON Duty 0% )

VVERRVOSC

VPWM1VERR

VPWM2VERR

VOL

(VUL, VVL, VWL) L

モータ動作

VILIMIT

時間 t

時間 t

時間 t

VDETLIM

停止

Active

回転

Active

回転

LOCAL_OSC(fOSCLO)=18kHz typ. 固定

-40ºC

ヒステリシス温度

TSD解除温度（通常動作）

TSD動作温度（出力停止）

150ºC(Tjmax)

TTSD1 TjTTSD2

NJW4305A

- 8 - Ver.2013-08-07

低電圧保護動作電圧

ロック保護拘束, Ct 端子

VCC

VRUVLO

ヒステリシス電圧VDUVLO

UVLO 解除電圧（通常動作）

UVLO 動作電圧（出力停止）

36V

0V

7.3V 推奨動作電圧 min.

推奨動作電圧 max.

FG

VCt

VHCt

VLCt

時間 : t

tON

ホール信号の入力切り替わり

tOFF

回転中 ロック保護状態

NJW4305A

- 9 -Ver.2013-08-07

真理値表 入力対出力 真理値表１

(H1+>H1-,H2+>H2-,H3+>H3-="H", Don't Care="X")

H1 H2 H3 TSD UVLO ILIMIT VERR OSC Ct FR UH VH WH UL VL WL FG COMMENT

H L L Hi-Z Hi-Z L H L L Hi-Z

H H L Hi-Z Hi-Z L L H L L

L H L L Hi-Z Hi-Z L H L Hi-Z

L H H L Hi-Z Hi-Z L L H L

L L H Hi-Z L Hi-Z L L H Hi-Z

H L H Hi-Z L Hi-Z H L L L

H L L L Hi-Z Hi-Z L L H Hi-Z

H H L Hi-Z L Hi-Z L L H L

L H L Hi-Z L Hi-Z H L L Hi-Z

L H H Hi-Z Hi-Z L H L L L

L L H Hi-Z Hi-Z L L H L Hi-Z

H L H L Hi-Z Hi-Z L H L L

H L L Hi-Z Hi-Z L Hi-Z

H H L Hi-Z Hi-Z L L

L H L L Hi-Z Hi-Z Hi-Z

L H H L Hi-Z Hi-Z L

L L H Hi-Z L Hi-Z Hi-Z

H L H Hi-Z L Hi-Z L

H L L Hi-Z Hi-Z L Hi-Z

H H L Hi-Z Hi-Z L L

L H L L Hi-Z Hi-Z Hi-Z

L H H L Hi-Z Hi-Z L

L L H Hi-Z L Hi-Z Hi-Z

H L H Hi-Z L Hi-Z L

H L L L Hi-Z Hi-Z Hi-Z

H H L Hi-Z L Hi-Z L

L H L Hi-Z L Hi-Z Hi-Z

L H H Hi-Z Hi-Z L L

L L H Hi-Z Hi-Z L Hi-Z

H L H L Hi-Z Hi-Z L

H L L L Hi-Z Hi-Z Hi-Z

H H L Hi-Z L Hi-Z L

L H L Hi-Z L Hi-Z Hi-Z

L H H Hi-Z Hi-Z L L

L L H Hi-Z Hi-Z L Hi-Z

H L H L Hi-Z Hi-Z L

H L L Hi-Z Hi-Z L Hi-Z

H H L Hi-Z Hi-Z L L

L H L L Hi-Z Hi-Z Hi-Z

L H H L Hi-Z Hi-Z L

L L H Hi-Z L Hi-Z Hi-Z

H L H Hi-Z L Hi-Z L

H L L L Hi-Z Hi-Z Hi-Z

H H L Hi-Z L Hi-Z L

L H L Hi-Z L Hi-Z Hi-Z

L H H Hi-Z Hi-Z L L

L L H Hi-Z Hi-Z L Hi-Z

H L H L Hi-Z Hi-Z L

H L L Hi-Z

H H L L

L H L Hi-Z

L H H L

L L H Hi-Z

H L H L

H L L Hi-Z

H H L L

L H L Hi-Z

L H H L

L L H Hi-Z

H L H L

入力対出力 真理値表２(H1+>H1-,H2+>H2-,H3+>H3-="H", Don't Care="X")

H1 H2 H3 TSD UVLO ILIMIT VERR OSC Ct FR UH VH WH UL VL WL FG COMMENT

H H H

L L L

L L

L L L

L L L逆転時PWM動作

OFF OFF L HLX H

L L L逆転時

ロック検出動作

無効パターンホール入力時L L L Hi-Z

OFF

Hi-Z Hi-Z Hi-ZX

OFF X HHX

XX X

X ON X

X

L

ON Hi-Z L

X

X

X

X

Hi-Z

Hi-Z

正転動作

X

低電圧保護動作

OFF

過熱保護動作

X L L

X

逆転動作

正転時PWM動作

OFF

OFF

OFF正転時

ロック検出動作L LL

L

H

L L L

L

Hi-Z

L

Hi-Z

H

X

X

H

HOFF

Hi-Z

X

L

X

L

L

H

L

L

L

X

H

OFF

X

X

OFF OFF ON

OFF

OFFOFF

OFF

過電流保護動作

X

X L H

XX

L L

過電流保護動作

OFF OFF ON H X L L L

NJW4305A

- 10 - Ver.2013-08-07

タイミングチャート 1. 正転

VCC

H1

H2

H3

FR

VERR

OSC

Ct

ILimit

FG

UH

VH

WH

UL

VL

WL

状態

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900

24V

L

5V

0V

0V

電気角位置(度)

正転

NJW4305A

- 11 -Ver.2013-08-07

2. 正転中PWM動作

VCC

H1

H2

H3

FR

VERR

OSC

Ct

ILimit

FG

UH

VH

WH

UL

VL

WL

状態

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900

24V

0V

0V

電気角位置(度)

L

正転 正転DUTY50% 正転DUTY0%

NJW4305A

- 12 - Ver.2013-08-07

3. 正転から逆転への切り替え

VCC

H1

H2

H3

FR

VERR

OSC

Ct

ILimit

FG

UH

VH

WH

UL

VL

WL

LocalOSC

状態

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900

24V

5V

0V

0V

電気角位置(度)

正転停止(ブレーキ)

逆転

ブレーキデッドタイム

100 110 010 011 001 001 001001 100 110 010 011 001 101101 100 110

NJW4305A

- 13 -Ver.2013-08-07

4. 正転からロック保護状態へ

VCC

H1

H2

H3

FR

VERR

OSC

Ct

ILimit

FG

UH

VH

WH

UL

VL

WL

状態

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900

24V

5V

0V

0V

電気角位置(度)

正転 異常停止

異常停止検知

100 110 010 011 001 001 001 001 001 001 001 001 001 101 100 110

ロック保護状態

異常停止中

ロック保護状態

異常停止中

正転

ロック解除 異常停止終了

NJW4305A

- 14 - Ver.2013-08-07

5. 正転から低電圧保護状態へ

VCC

H1

H2

H3

FR

VERR

OSC

Ct

ILimit

FG

UH

VH

WH

UL

VL

WL

状態

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900

24V

L

5V

0V

0V

電気角位置(度)

正転 低電圧保護状態 正転

NJW4305A

- 15 -Ver.2013-08-07

6. 正転から過熱保護状態へ

VCC

H1

H2

H3

FR

VERR

OSC

Ct

ILimit

FG

UH

VH

WH

UL

VL

WL

状態

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900

24V

L

5V

0V

0V

電気角位置(度)

正転 過熱保護状態 正転

NJW4305A

- 16 - Ver.2013-08-07

アプリケーション回路例

MOS FET駆動、PWM使用 電源電圧VCC：24V、モータ電圧VMM：24V

VERR

N

N

SSH

H

H

+-

VREF UVLO

SawOscillator

+-

PWM Logic

LockDetect

TSD

+-

+-

+-

RotorPositionDecode

DeadTime

LocalOscillator

18kHz Fix.

+

VDD

RFG

FG

H1+

H1-

H2+

H2-

H3+

H3-

FR

OSC

COSC

FR

ILIMIT

GND

Ct

Cct

Lowpass Filter

ILIMIT

RUH1 RVH1

RUH2

RVH2

RWH2

RUL

RVL

RWLWL

VL

UL

WH

VH

UH

+

GND

VMM

3 Phase Motor

FG Out

VCC

CVERR

RWH1

C1 C2 C3 C4

NJW4305A

- 17 -Ver.2013-08-07

ホール信号のピーク値が VICMIHを超えないよう

にしてください。

技 術 資 料

機能説明 1. ホール信号入力 ( H1+, H1-, H2+, H2-, H3+, H3- 端子 ) 1-1 : ホール素子を使用する場合 ホール入力が三相とも同時に ” H ” または ” L ” となると、 出力(WL, VL, UL, WH, VH, UH)は全てOFFとなります。 内部回路は電圧レベルがH + > H -で ” H ”、H + < H - で ” L ” と判断します。 ホールアンプには最大 50mV の入力ヒステリシス電圧が 設定されているため動作マージンを含め、最低でも 100mVp-p以上の振幅を入力してください。 このとき、ホール信号のピーク値がホール入力端子同相 入力電圧範囲VICMIHを超えないようにして下さい。 ホールバイアス抵抗は電源側、GND 側とも同じ値にする ことを推奨します。 ホール信号には相電流切替による GND 変動や、出力信号 経路のアンバランスなどが原因でノイズが重畳される 場合があります。出力チャタリングなどの誤動作が発生する場合は、正負端子間に 1nF ~ 100nF のフィルタ コンデンサを接続してください。 1-2 : ホール ICを使用する場合 本製品はホール素子対応の製品ですが、ホール ICを使用することも出来ます。 但し、ホール ICの出力振幅を ICの入力電圧範囲に適合させる必要があるため、図のような電圧変換回路を追加 してください。 H1がHighのとき、VH1+ の電圧が3.5V以下になるようにR3, R4を設定してください。 < ホール IC – ホール素子変換回路例 >

VICMH

3.5V

0V

R24.7kΩ

12V

NJW4305A

Hall IC H1

R130kΩ

R312kΩ

R44.7kΩ

3.4V

1.6V (H1-)

約0V

信号振幅

H1+

時間 : t

NJW4305A

- 18 - Ver.2013-08-07

技 術 資 料

2. 出力段 ( WL, VL, UL / WH, VH, UH 端子 ) 1-1 : 下アーム用出力 WL, VL, UL （120度通電+ON/OFF出力）

三相モータの下アーム用Nch FETゲートを直接駆動することができる出力端子で、トーテムポール構成です。 ホール信号から生成された相切替信号を出力します。

出力を遮断するスイッチが内蔵されており、VERR/OSC 端子による PWM 機能、Ct 端子によるロック保護機能 および ILIMIT による電流制限機能はこの下アーム側に作用します。また Nch FET のゲートへの過電圧印加を 防ぐ、電圧クランプが内蔵されています。 出力直列抵抗はスイッチング時の過渡電流や振動を抑制します。3 ~ 5A クラスの MOS FET を使用する場合、 ゲート出力直列抵抗(RWL, RVL, RUL)は、100 ~ 1,000 Ωの範囲でご検討ください。 1-2 : 上アーム用出力 WH, VH, UH ( 120度通電出力 ) 三相モータの上アーム用 Pch FET ゲートを直接駆動することができる出力端子で、ホール信号から生成された 相切替信号を出力します。オープンドレイン構成ですので、プルアップ抵抗(RWH1, RVH1, RUH1)が必要です。 上アームは下アーム出力と違い、出力遮断スイッチは内蔵されていません。 ゲート出力直列抵抗(RWH2, RVH2, RUH2)は、下アームと同様100 ~ 1,000 Ωの範囲でご検討ください。 またプルアップ抵抗(RWH1, RVH1, RUH1)は、十分なゲート-ソース間電圧がかかるように設定します。 3. 正転逆転切替機能 ( FR 端子 ) FR の入力論理によって相励磁シーケンスを切り替え、モータの回転方向を切り替えることができます。 切り替え時のシーケンスは下図のようになり、内部発振器によって制御しています。 なお、内部発振器は 18kHz固定で、4クロック目で正転反転の動作となります。

4. FG 出力 ( FG端子 ) FG出力は、モータの回転に比例した周期のパルスを出力する回路です。 FG 端子は絶対最大定格 7V のオープンドレイン出力ですので、VREF などの 5V までの電源に抵抗(RFG)で プルアップしてください。ICの電源（VCC）やモータ電源（VMM）には接続しないようご注意ください。

DeadTime

DeadTime

Brake

L

L LL

各相の真理値に準拠 各相の真理値に準拠L

DeadTime

DeadTime

Brake

L LL

FR

内部CLK

上アーム

下アーム

NJW4305A

- 19 -Ver.2013-08-07

tDCHGOSC

tCHGOSC

VOSC

時間 t

VPOSC

VBOSC

5.0V

OSC端子電圧 約2.2V

約0V

信号振幅

VERR入力信号

出力信号(UL, VL, WL)

時間 : t

時間 : t

技 術 資 料

5. 発振器部 ( VERR, OSC 端子 ) PWM機能はVERRに入力されたDC電圧VVERRと、OSC に接続された COSCによって作られる三角波電圧 VOSCを 比較し、VVERR>VOSCの時に下アーム出力をONさせること で実現しています。 PWMを使用しない場合はVERRをVREFにプルアップ、 OSC を GND にプルダウンすることで、出力は常時 ON （=100%デューティ）となります。また VERR に三角波 ピーク電圧 VPOSC以上の電圧を入れるとデューティ 100% の出力となり、VBOSC以下の電圧を入れると下アーム出力 OFF（デューティ 0%）となります。 周波数は外付けコンデンサ COSCへの充放電を行うことで 発生する三角波で決まります。 発振周波数 fOSCは COSCと三角波ピーク電圧/ボトム電圧、 充電電流 ICHGOSC、放電電流 IDCHGOSCで決まりますが、ICHGOSC≪IDCHGOSCより、以下の式で近似できます。

COSCの推奨値は 330pF ~2200pFです。

項目 記号 計算式 備考 発振周波数 fOSC fOSC ≒ 35 * 106 / COSC

< VERR端子にダイレクトPWMを印加する場合 > VERR にデューティを制御したロジック信号を入力し、下アーム出力をチョッピング駆動する ダイレクトPWMも可能です。

DC電圧は、内部OSC（三角波生成）を強制的に停止させる必要があるため、OSC回路のピーク電圧（3V typ.） - ボトム電圧（1V typ.）の中間電圧程度に固定させます。

VERR端子に高速PWM信号を入力する場合、出力ONデューティが小さいと外部スイッチング素子を十分に 駆動できず、予想外の発熱を起こす場合があります。 外部スイッチング素子のASO条件を満たすことをご確認ください。 例 : VERR=2.2Vに固定 プルアップ電圧が 5V時は、1.8kΩ、12V時は 6.2kΩ程度を接続します。 VERR=2.2V以上が出力ON区間となります。

fOSC=1/(tCHGOSC+tDCHGOSC)

VERR1.44kΩ

OSC

NJW4305A1.8kΩ(6.2kΩ)

5.0V(12V)

NJW4305A

- 20 - Ver.2013-08-07

技 術 資 料

6. ロック保護回路 / ロック保護拘束時間, ロック保護解除時間 ( Ct 端子 )

モータの回転中、Ct 端子電圧 VCtはほぼ 0V 付近ですが、モータがロックすると外付けキャパシタ CCtに充電電流

ICHGCtが流れ込みます。VCtがロック保護Hレベル電圧VHCtを超えると、ロック保護回路が動作し、ローサイトﾞ出力を

OFF します。この時間をロック保護拘束時間 tDCt1と定義します。ロック保護動作すると、ロック保護回路は自動復帰

モードへ切り替わります。CCtに充電されていた電荷は Ct 放電電流 IDCHGCtによって放電されます。これにより Vctがロック保護Lレベル電圧VLCtを下回るとロック保護が解除されます。この解除されるまでの時間をロック保護解除

時間tRCtと定義します。もしも、ロック保護が解除されても、モータがロックしたままであれば、再びCCtに充電電流が

流れ込み、VHCt を超えるとロック保護が動作します。2 回目以降ロック保護が動作するまでの時間をロック保護 再拘束時間 tDCt2と定義します。

tDCt1/tDCt2/tRCtは以下の式で求められます。CCtの範囲は 0.1µF ~ 10µFでご検討ください。

項目 記号 計算式 ロック保護拘束時間 tDCt1 tDCt ≒ VHCt・CCt / ICHGCt = 0.523 × 106 × CCt ロック保護再拘束時間 tDCt2 tDCt1 ≒ (VHCt-VLCt)・CCt / ICHGCt = 0.369 × 106 × CCt ロック保護解除時間 tRCt tRCt ≒ (VHCt-VLCt)・ CCt/IDCHGCt = 3.69 × 106 × CCt

Vctは、FG信号のエッジのタイミングで急速放電し左図のようなのこぎり波状の波形となっています。 モータの回転が回転中1の場合、Vctは、ほぼ0V付近でのこぎり波となっています。 回転中 2は、回転中１よりも低速になった場合であり、Vctは、平均電圧が少し上昇した状態でのこぎり波状の波形となっています。

モータが回転するとホール信号の入力毎にCCt の電荷を強制放電する動作を繰り返します。 但し、速度制御アプリケーション等での速度が低速の際には、ホール信号の入力タイミングが長くなり、Ct 電圧 レベルが上昇しロック保護回路が誤動作する場合があります。誤動作が発生する場合は、Ct 値の調整や Ct 放電 回路の追加を検討してください。 ロック保護が不要な場合は、Ct端子をGNDに接続し、ロック保護機能をキャンセルしてください。

Rotate 1 Rotate Stop

Motor LockFG

VCt

VHCt

VLCt

tDCt1 tDCt2tRCt

Auto Release

Time : t

Time : t

Rotate 2 ( Low Speed than Rotate 1 ) Rotate Stop

Motor LockFG

VCt

VHCt

VLCt

tDCt1 tDCt2tRCt

Auto Release

Time : t

Time : t

NJW4305A

- 21 -Ver.2013-08-07

技 術 資 料

< 低速時のロック保護動作回避回路 > FG 信号出力による Ct 放電回路です。速度制御アプリケーション等での速度が低速の際には、ホール信号の入力 タイミングが長くなり、Ct電圧レベルが上昇しロック保護回路が動作しやすくなります。 FG信号をC1とR1による微分回路による短期間、コンパレータでCctの電荷を引きます。

7. 過電流検出回路( ILIMIT 端子 )

検出電圧VDETLIM (0.28V typ.)を超える電圧が入力されると、下アーム出力(UL, VL, WL)をすべてLにします。 外付けの下アームFETのソース電流を合せて抵抗RILIMITに流し、発生した電圧を ILIMIT端子に入力する ことで、過電流がいずれの相で発生しても検出できるような構成とします。 ILIMITの復帰は IC内部にある Local OSC（周波数 18kHz typ.） をトリガとしており、VERR / OSC端子による PWM 信号やロック保護機能などの内部信号、ならびにホール信号とは独立しています。外部回路で VERR に PWMデューティ信号を入力してモータの速度を制御するような場合、ILIMITが一度動作しても、Local OSCによる トリガで出力が復帰し、モータを停止させることができない可能性がありますので、ご注意ください。 RILIMITにはモータの巻線電流だけでなく、外付けFETの寄生容量への充放電に起因する数100ns程度のス パイク電流等が流れるため、ILIMITには短いサージパルスが頻繁に入力されます。ILIMITのコンパレータが それらの短いパルスに反応して動作すると、PWMパルスの抜け(途中OFF)を起こし、モータの回転数低下 やトルク低下を起こすことがあります。ILIMIT端子にRCローパスフィルタを追加することで、このような サージパルスによる影響を回避することができます。 RC値(RとCの積) は、RC回路の出力電圧VがVDETLIMを超えないように設定します。RILIMIT に発生する パルス電圧をvi、持続時間を tとすると、RC値の条件は下式になります（lnは自然対数）。

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

−>⋅

i

DETLIM

vV

tCR1ln

この式にサージパルスの振幅を vi に、 持続時間を t に、VDETLIM に目標値（規 格最小値に若干のマージンを加えた値） を代入し、RC値を求め、R, Cを選定します。 実機の状況を確認しながら適宜R, Cを調整してください。

例) VDETLIM＝0.22[V] (規格最小値に0.03Vマージン), vi＝1[V], t＝１[µs] の場合 RC>4.02×10-6 ⇒ R=4.3kΩ, C=1nF の組み合わせ等で対応可能です。

NJW4305A

FG

CT

FG-IN

VREF(5V)

FG-OUTC1

RFG

R1

D1R2

R3

CCt

RC LPF

C

R

NJW4305AILIMIT

+-

RILIMITVDETLIM v vi

NJW4305A

- 22 - Ver.2013-08-07

* その他の定数設定 < 電源のフィルタコンデンサ > VDDの変動を抑えるコンデンサ C1, C2 はホールバイアス電流への影響を軽減するため、ホールバイアス抵抗の 近くに設置してください。 モータ巻線電流による VMMの変動を抑えるコンデンサ C3, C4 も電流ループを考慮し、VMMや GNDへの配線 長が不用意に長くならないようにしてください。

NJW4305A

- 23 -Ver.2013-08-07

特性例 < GENERAL >

Quiescent Current1 vs. Ambient TemperatureVCC=12V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,

FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Qui

esce

nt C

urre

nt1

: IC

C1

[mA

]

< GENERAL >Quiescent Current1 vs. Ambient Temperature

VCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Qui

esce

nt C

urre

nt2

: IC

C2

[mA

]

< GENERAL >Quiescent Current vs. Supply VoltageTa=25ºC, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,

FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 5 10 15 20 25 30 35 40Supply Voltage : VCC [V]

Qui

esce

nt C

urre

nt :

I CC [m

A]

< UNDER VOLTAGE LOCK OUT BLOCK >UVLO Detect Voltage vs. Ambient Temperature

VCC Decreasing, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

6

6.2

6.4

6.6

6.8

7

7.2

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

UVL

O D

etec

t Vol

tage

: V D

UV

LO [V

]

< UNDER VOLTAGE LOCK OUT BLOCK >UVLO Recovery Voltage vs. Ambient Temperature

VCC Increasing, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

6

6.2

6.4

6.6

6.8

7

7.2

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

UVL

O R

ecov

ery

Volta

ge :

V RU

VLO

[V]

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

UV

LO H

yste

resi

s V

olta

ge R

ange

: ∆

VU

VLO

[V]

< UNDER VOLTAGE LOCK OUT BLOCK >UVLO Hysteresis Voltage Range vs. Ambient Temperature

VCC =24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

NJW4305A

- 24 - Ver.2013-08-07

特性例 < LOCK DETECT BLOCK >

H Level Voltage vs. Ambient TemperatureVCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,

FR=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

3.20

3.25

3.30

3.35

3.40

3.45

3.50

3.55

3.60

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

H L

evel

Vol

tage

: V

HC

t [V

]

< LOCK DETECT BLOCK >L Level Voltage vs. Ambient Temperature

VCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,FR=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

L Le

vel V

olta

ge :

VLC

t [V

]

< LOCK DETECT BLOCK >Lock Charge Current vs. Ambient Temperature

VCt=0V→2.5V, VCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,FR=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

4

5

6

7

8

9

10

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Lock

Cha

rge

Cur

rent

: I C

HG

Ct

[µA

]

< LOCK DETECT BLOCK >Lock Discharge Current vs. Ambient TemperatureVCt=3.8V→2.5V,VCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,

FR=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Lock

Dis

char

ge C

urre

nt :

I DC

HG

Ct [µA

]

7

8

9

10

11

12

13

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Lock

Cha

rge

Dis

char

ge C

urre

nt R

atio

:I C

HG

Ct/I

DC

HG

t

< LOCK DETECT BLOCK >Lock Charge Discharge Current Ratio vs. Ambient Temperature

VCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,FR=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

NJW4305A

- 25 -Ver.2013-08-07

特性例 < HALL AMP BLOCK >

Hysteresis Voltage Range vs. Ambient TemperatureMEAS:VH1+, VCC=24V, H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,

FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Hys

tere

sis

Vol

tage

Ran

ge :

∆V

HYS

H [m

V]

< HALL AMP BLOCK >Input Bias Current vs. Ambient TemperatureH1+=1V, H1-=3V, MEAS:IH1+, VCC=24V, H3+=3V, H2+=1V,

H2-=H3-=2V, FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Inpu

t Bia

s C

urre

nt :

I BIH

[µA

]

< HIGH SIDE OUTPUT BLOCK >High Side Output Voltage vs. Ambient Temperature

H1+=H3+=1V, H2+=3V, UH=50mA, MEAS:VUH, VCC=24V,H1-=H2-=H3-=2V, FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Hig

h S

ide

Out

put V

olta

ge :

VO

LH [V

]

< HIGH SIDE OUTPUT BLOCK >High Side Leak Current vs. Ambient TemperatureUH=36V, MEAS:IUH, VCC=24V, H1+=H2+=H3+=3V, H1-=H2-=H3-=2V,

FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Hig

h Si

de L

eak

Cur

rent

: I O

LEA

KH [µ

A]

5

6

7

8

9

10

11

12

13

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Low

Sid

e O

utpu

t Vol

tage

1 : V

OH

L1 [V

]

< LOW SIDE OUTPUT BLOCK >Low Side Output Voltage1 vs. Ambient Temperature

VCC=12V, UL=-50mA, MEAS: VUL, H1+=H3+=3V, H2+=1V,H1-=H2-=H3-=2V, FR=0V, VERR=3.5V, OSC=1V, CT=ILIMIT=0V

< LOW SIDE OUTPUT BLOCK >Low Side Output Voltage vs. Ambient Temperature

VCC=24V, UL=-50mA, MEAS: VUL, H1+=H3+=3V, H2+=1V,H1-=H2-=H3-=2V, FR=0V, VERR=3.5V, OSC=1V, CT=ILIMIT=0V

5

6

7

8

9

10

11

12

13

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Low

Sid

e O

utpu

t Vol

tage

: V O

HL2

[V]

NJW4305A

- 26 - Ver.2013-08-07

特性例

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Low

Sid

e O

utpu

t L V

olta

ge :

VO

LL [V

]

< LOW SIDE OUTPUT BLOCK >Low Side Output L Voltage vs. Ambient Temperature

VCC=24V, H1+=1V, H2+=H3+=3V, UL=150mA, MEAS:VUL,H1-=H2-=H3-=2V, FR=0V, VERR=5V, OSC=1V, CT=ILIMIT=0V

< LOW SIDE OUTPUT BLOCK >Low Side Clamp Voltage vs. Ambient Temperature

VCC=36V, UL=-0.1mA, MEAS:VUL, IH1+=H3+=3V, H2+=1V,H1-=H2-=H3-=2V, FR=0V, VERR=3.5V, OSC=1V, CT=ILIMIT=0V

5

6

7

8

9

10

11

12

13

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Low

Sid

e C

lam

p V

olta

ge :

VO

CLL

[V]

< FG OUTPUT BLOCK >

Output Voltage vs. Ambient TemperatureFG=10mA, VCC=24V, H1+=H2+=H3+=3V, H1-=H2-=H3-=2V,

FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Out

put V

olta

ge :

VO

FG [V

]

< FG OUTPUT BLOCK >Leak Current vs. Ambient TemperatureH1+=1V, FG=5V, VCC=24V, H2+=H3+=3V, UL=150mA,

H1-=H2-=H3-=2V, FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Leak

Cur

rent

: I O

LEAK

FG [µ

A]

< OVER CURRENT DETECT BLOCK >

Detect Voltage vs. Ambient TemperatureVCC=24V, H1+=H2+=H3+=3V, H1-=H2-=H3-=2V,

FR=CT=0V, VERR=5V, OSC=1V

0.25

0.26

0.27

0.28

0.29

0.30

0.31

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Det

ect V

olta

ge :

VD

ETLI

M [V

]

< OVER CURRENT DETECT BLOCK >Input Bias Current vs. Ambient Temperature

VCC=24V, H1+=H2+=H3+=3V, H1-=H2-=H3-=2V, FR=CT=ILIMIT=0V,VERR=5V, OSC=1V

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Inpu

t Bia

s C

urre

nt :

I BLI

M [µ

A]

NJW4305A

- 27 -Ver.2013-08-07

特性例 < ERROR AMP BLOCK >

Input Bias Current vs. Ambient TemperatureVERR=0V, VCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,

FR=CT=ILIMIT=0V, OSC=1V

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Inpu

t Bia

s C

urre

nt :

I BVE

RR [µ

A]

< OSCILLATOR BLOCK >Saw Wave Peak Voltage vs. Ambient Temperature

VCC =24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V

2.702.752.802.852.902.953.003.053.103.153.203.253.30

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Saw

Wav

e P

eak

Vol

tage

: V P

OS

C [

V]

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Saw

Wav

e B

otto

m V

olta

ge :

VBO

SC [V

]

< OSCILLATOR BLOCK >Saw Wave Bottom Voltage vs. Ambient Temperature

VCC =24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V

< OSCILLATOR BLOCK >OSC Charge Current vs. Ambient Temperature

VCC =24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=0V->2.5V

50

60

70

80

90

100

110

120

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

OSC

Cha

rge

Cur

rent

: I C

HG

OSC

[µA

]

< OSCILLATOR BLOCK >OSC Discharge Current vs. Ambient Temperature

VCC =24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=5V->2.5V

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

OSC

Dis

char

ge C

urre

nt :

I DC

HG

OS

C [m

A]

< OSCILLATOR BLOCK >Oscillation Frequency vs. Ambient TemperatureCosc=1000pF, VCC =24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,

FR=CT=ILIMIT=0V, VERR=5V

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Osc

illat

ion

Freq

uenc

y : f

OSC

[kH

z]

NJW4305A

- 28 - Ver.2013-08-07

特性例

< CONTROL INPUT BLOCK >H Level Input Current vs. Ambient Temperature

FR=5V, VCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

30

40

50

60

70

80

90

100

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

H L

evel

Inpu

t Cur

rent

: I H

IN [µ

A]

< CONTROL INPUT BLOCK >L Level Input Current vs. Ambient Temperature

FR=0V, VCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

L Le

vel I

nput

Cur

rent

: I L

IN [µ

A]

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

-50 -25 0 25 50 75 100 125 150Ambient Temperature : Ta [ºC]

Pul

l Dow

n R

esis

tanc

e : R

IN [kΩ

]

< CONTROL INPUT BLOCK >Pull Down Resistance vs. Ambient Temperature

FR=5V, VCC=24V, H1+=H3+=3V, H2+=1V, H1-=H2-=H3-=2V,CT=ILIMIT=0V, VERR=5V, OSC=1V

NJW4305A

- 29 -Ver.2013-08-07

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