AKM AP1016AEN 仕様

[AP1016AEN]

MS1589-J-04 2014/12

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1. 概要

本製品は、H-bridge 2 チャンネルを 1 パッケージに搭載した IC です。低電圧検出回路および異常発熱検

出回路を内蔵しており、ステッピングモータやボイスコイルモータのドライバとして最適です。

2. 特長

 H-bridgeドライバを2チャンネル内蔵

 動作電圧範囲

制御電源(VC) 2.7V～5.5V

モータドライバ電源（VM） 2.0V～9.0V

 出力電流 0.7A（DC）

 H-bridge ON抵抗： RDSON (TOP+BOT)=0.54Ω @25Cまたは0.72Ω @85C

 PWMパルス入力信号は最大200kHzまで入力可能

 出力貫通電流防止回路を搭載

 チャージポンプ回路を搭載

 制御電源電圧の低電圧検出回路および異常発熱検出回路を搭載

 パッケージ 16-pin QFN 3mm×3mm

9.0V 2ch H-Bridge モータドライバ IC

AP1016AEN

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3. 目次

1. 概要 ............................................................................................................................................................... 1

2. 特長 ............................................................................................................................................................... 1

3. 目次 ............................................................................................................................................................... 2

4. ブロック図 ....................................................................................................................................................... 3

5. オーダリングガイド ....................................................................................................................................... 3

6. ピン配置と機能説明 ....................................................................................................................................... 4

■ ピン配置 ......................................................................................................................................................... 4

■ 機能説明 ......................................................................................................................................................... 4

7. 絶対最大定格 ................................................................................................................................................... 5

8. 推奨動作条件 ................................................................................................................................................... 6

9. 電気的特性 ....................................................................................................................................................... 6

10. 機能説明 ........................................................................................................................................................... 9

11. 外部接続回路例 ............................................................................................................................................. 11

12. パッケージ ..................................................................................................................................................... 12

■ 外形寸法図 ................................................................................................................................................... 12

■ 推奨フットパターン ................................................................................................................................... 12

■ マーキング ................................................................................................................................................... 13

13. 改訂履歴 ......................................................................................................................................................... 14

重要な注意事項 ..................................................................................................................................................... 15

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4. ブロック図

Figure 1. Block Diagram

・H-bridgeドライバブロック

ハイサイド(TOP)、ローサイド(BOT)ともにNMOSでH-bridgeが構成されます。

・チャージポンプブロック

ハイサイドのゲート駆動電圧VGを生成します。

・制御ロジックブロック

各IN端子（IN1/2A、IN1/2B）の入力信号により、H-bridgeドライバをコントロールします。

・レベルシフタ＆プリドライバブロック

ハイサイドのゲート駆動信号をVGにレベルシフトし、H-bridgeドライバを駆動します。

・低電圧検出回路

制御電源電圧（VC）をモニタリングし、規定の電圧値より低い場合はH-bridgeドライバの出力を

ハイインピーダンスにします。

・異常発熱検出回路

CHIP内温度が規定の温度よりも高くなると、H-bridgeドライバの出力をハイインピーダンスにし

ます。

5. オーダリングガイド

AP1016AEN -40~85℃ 16-pin QFN 3mm×3mm

Charge

Pump

Control

Logic

Level Shifter

Pre

-

Driver

Thermal Shut Down

Under Voltage Detection

TSD

UVD

N

UVD

N

TSD

VC

CL

CH

VG

IN1A

IN1B

IN2A

IN2B

VM1

VM2

GND

2

GND

1

OUT1A

OUT2A

OUT1B

OUT2B

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6. ピン配置と機能説明

■ ピン配置

■ 機能説明

端子

番号

端子名称

I/O

(Note 1)

端子機能説明

備考

1

CL

I/O

チャージポンプ容量接続

2

CH

I/O

チャージポンプ容量接続

3

VM1

P

モータドライバ電源

4

OUT1B

O

モータドライバ出力

CH1

5

OUT1A

O

モータドライバ出力

CH1

6

GND1

P

グランド端子

7

GND2

P

グランド端子

8

OUT2A

O

モータドライバ出力

CH2

9

OUT2B

O

モータドライバ出力

CH2

10

VM2

P

モータドライバ電源

11

IN2A

I

モータドライバ駆動信号入力

CH2 200kΩ(Typ)プルダウン

12

IN2B

I

モータドライバ駆動信号入力

CH2 200kΩ(Typ)プルダウン

13

IN1B

I

モータドライバ駆動信号入力

CH1 200kΩ(Typ)プルダウン

14

IN1A

I

モータドライバ駆動信号入力

CH1 200kΩ(Typ)プルダウン

15

VC

P

制御電源

16

VG

P

安定化容量接続

Exposed

Pad

EP

-

放熱用パット

GNDに接続

Note 1. I (入力端子)、O (出力端子)、P(パワー端子)

1

2

3

4

5

6

7

8

12

11

10

9

16

15

14

13

IN1B

IN1A

VC

VG

CL

CH

VM1

OUT1B

IN2B

IN2A

VM2

OUT2B

OUT2A

GND2

GND1

OUT1A

Top View

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7. 絶対最大定格

Parameter

Symbol

min

max

Unit

Condition

制御電源電圧

VC

-0.5

6.0

V

モータドライバ電源電圧

VM

-0.5

9.5

V

VCレベル端子電圧

(IN1A, IN1B, IN2A, IN2B)

Vterm1

-0.5

VC

V

VMレベル端子電圧

(OUT1A, OUT1B, OUT2A, OUT2B, CL)

Vterm2

-0.5

VM

V

VC+VMレベル端子電圧

（CH, VG）

Vterm3

-0.5

15.5

V

モータドライバ最大出力電流 (2ch同時)

Iload1

-

1.0

A

Ta=25C

モータドライバ最大出力電流 (2ch同時)

Iload2

-

0.7

A

Ta=85C

モータドライバ最大出力ピーク電流

Iload3

-

1.4

A

(Note 3)

許容損失

PD1

-

2.0

W

(Note 4), Ta=25C

許容損失

PD2

-

1.0

W

(Note 4), Ta=85C

保存温度

Tstg

-40

150

C

Note 2. 電圧は全てGND=1/2=0に対する値です。

Note 3. 0.2sec間に10ms以内。

Note 4. 2層基板使用時（配線率：150%）、RθJ=60C /Wから算出。

注意: 絶対最大定格を超えて使用した場合、デバイスを破壊する場合があります。

また、通常の動作は保証されません。

Figure 2. 最大許容損失

0 25 50 75 85 100 125 150 175

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

Ambient Temperature (C)

Pwower dissipation, Pd

( W)

RθJA=60C/W at 2-layer PCB

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8. 推奨動作条件

(特に指定が無い限りTa = 25C, (Note 2))

Parameter

Symbol

min.

typ

max

Unit

Condition

モータドライバ電源電圧

VM

2.0

5.0

9.0

V

制御電源電圧

VC

2.7

3.0

5.5

V

入力パルス周波数

FIN

-

200

kHz

入力信号のDuty=50%

動作周囲温度

Ta

-40

-

85

℃

動作時最大接合温度

Tj

-

150

℃

9. 電気的特性

(特に指定の無い限りTa = 25C, VM=5.0V and VC = 3.0V、(Note 2))

Parameter

Symbol

Condition

min

typ

max

Unit

消費電流

無信号時VM待機電流

IVM STBY

IN1A=IN1B=IN2A=

IN2B=”L”

35

100

μA

無信号時VC待機電流

IVC STBY

135

400

μA

動作時VC電流

IVC

IN1A=IN2A=”L”

IN1B=IN2B=200kHz

500

800

μA

低電圧検出時

VM待機電流

IVM UVD

VM = 5.0V

VC = 0V

0.1

1.0

μA

チャージポンプ

チャージポンプ電圧

VG

VG = VM+VC、Iload=0A

8.0

V

チャージポンプ

立ち上がり時間

(Figure 4, Figure 5)

tVGON

チャージポンプは

VC > VCUVにおいて動作

0.3

3.0

ms

モータドライバ

H-bridge High／Lowサイド

ドライバON抵抗

RON1

VC = 3V、Iload = 100mA

Ta = 25C

0.27

0.31

Ω

H-bridge High／Lowサイド

ドライバON抵抗

RON2

VC = 3V、Iload = 700mA

Ta = 25C

設計保証(Note 6)

0.32

0.37

Ω

H-bridge High／Lowサイド

ドライバON抵抗

RON3

VC = 3V、Iload = 700mA

Ta = 85C

設計保証(Note 6)

0.36

0.43

Ω

H-bridgeドライバ

ボディダイオード順方向電圧

Vf

If = 100mA

0.8

1.2

V

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- 7 -

Parameter

Symbol

Condition

min

typ

max

Unit

出力伝搬遅延時間

(“L”→”H”)

tPDLH

OUTA-OUTB間に

1kΩを接続

Figure 3(a) 参照

IN1A=IN2A=L

IN1B=IN2B=200kHz

0.07

0.3

μs

出力伝搬遅延時間

(“H”→”L”)

tPDHL

0.17

0.3

μs

出力伝搬遅延時間

(Hi-Z→”H”)

tPDZH

(Note 5) 入力 50%から出力

90%まで

Figure 3(c) 参照

設計保証(Note 6)

0.1

0.3

μs

出力伝搬遅延時間

(“H”→Hi-Z)

tPDHZ

(Note 5) 入力 50%から出力

25% downまで

Figure 3(d) 参照

設計保証(Note 6)

0.1

0.3

μs

出力パルス幅

tPW

OUTA-OUTB間に 20Ω接続

入力信号幅：1μs

Figure 3 (b) 参照

設計保証(Note 6)

0.7

1.09

1.5

μs

制御ロジック

入力Highレベル電圧

(IN1A, IN1B, IN2A, IN2B)

VIH

VC = 2.7V-5.5V

0.7×VC

V

入力Lowレベル電圧

(IN1A, IN1B, IN2A, IN2B)

VIL

0.3×VC

V

入力Highレベル電流

(IN1A, IN1B, IN2A, IN2B)

IIH

Vterm1 = 3.0V

9

15

21

μA

入力Lowレベル電流

(IN1A, IN1B, IN2A, IN2B)

IIL

VC = 2.7V-5.5V

-1.0

μA

入力パルス立ち上がり時間

(IN1A, IN1B, IN2A, IN2B)

tr

1.0

μs

入力パルス立ち下がり時間

(IN1A, IN1B, IN2A, IN2B)

tf

1.0

μs

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- 8 -

Parameter

Symbol

Condition

min

typ

max

Unit

保護機能 (Figure 4, Figure 5)

VC低電圧検出

VCUV

1.9

2.2

2.5

V

電圧ヒステリシス

VCUVHYS

設計保証(Note 6)

0.02

0.05

0.1

V

異常発熱検出温度

TTSD

設計保証(Note 6)

150

175

200

C

温度ヒステリシス

TTSDHYS

設計保証(Note 6)

20

30

40

C

Note 5. VM-OUTA/B間及びOUTA/B-GND間に100kΩを接続。

Note 6. 量産時テスト項目ではありません。

Figure 3. タイムチャート（伝播遅延時間、パルス幅）

(a) 伝搬遅延時間

(b) パルス幅

t

P

W

IN1/2A

IN1/2B

OUT1/2A

OUT1/2B

VM

VC

1us

50%

50

％

50

％

90

％

10

％

t

PDLH

t

PDHL

IN1/2A

IN1/2B

OUT1/2A

OUT1/2B

VM

VC

50

％

t

PDZH

IN1A

IN2A

OUT1B

OUT2B

VM

VM x 0.9

Hi-z

VC

50

％

VM x 0.75(VM25%down)

t

PDHZ

IN1A

IN2A

OUT1B

OUT2B

VM

VC

Hi-z

(c) Hi-z →“H”伝搬遅延時間

(IN1/2B = “H”)

(d) “H” →Hi-z 伝搬遅延時間

(IN1/2B = “H”)

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10. 機能説明

本製品はステッピングモータやボイスコイルモータを駆動させるモータドライバICです。

Table 1に示すような入力をIN1A、IN1B、IN2A、IN2Bに与えることにより、出力OUT1A、OUT1B、OUT2A、

OUT2Bの状態を遷移することができます。また、低電圧検出及び異常発熱検出機能を有しています。低

電圧検出（UVD）は、制御電源電圧（VC）が規定値よりも低くなるとH-bridgeドライバの出力をハイイ

ンピーダンスにします。異常発熱検出（TSD）は、チップ内温度が規定の温度よりも高くなるとドライ

バ出力をハイインピーダンスにします。低電圧検出機能及び異常発熱検出機能はヒステリシス特性を持

っています。

Table 1. 制御論理（X : don’t care）

保護検出

入力

出力

Motion

(Note 7)

UVDN

TSD

IN1A

IN2A

IN1B

IN2B

OUT1A

OUT2A

OUT1B

OUT2B

H

L

Brake

H

L

H

L

H

L

Forward (CW)

H

L

H

L

H

Reverse (CCW)

H

L

H

Hi-Z

Standby

H

X

L

X

Note 7. Direction of Current

ON

VM

GND

OFF

ON

OFF

OUTA

OUTB

ON

VM

OFF

ON

OFF

OUTA

OUTB

GND

ON

VM

OFF

ON

OFF

OUTA

OUTB

GND

VM

OFF

OUTA

OUTB

OFF

GND

Forward (CW)

Reverse (CCW)

Brake

Standby

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Figure 4. タイムチャート（低電圧検出の場合）

Figure 5. タイムチャート（異常発熱検出の場合）

Brake

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

VCUV

‐

VCUVHYS

VCUV

‐

VCUVHYS

tVGON

VM

VC

UVDN

VG

IN1/2A

IN1/2B

OUT1/2A

OUT1/2B

Brake

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

Hi

-

Z

VCUV

‐

VCUVHYS

tVGON

VM

VC

UVDN

VG

IN1/2A

IN1/2B

OUT1/2A

OUT1/2B

TTSD

‐

TTSD

HYS

Temp

TSD

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11. 外部接続回路例

Figure 6. 外部接続回路例(Top view)

Table 2. 推奨外付け部品例

Parameter

Symbol

min

typ

max

Unit

Condition

モータドライバ電源接続

デカップリング容量

CVM

-

1

-

μF

(Note 8)

制御電源接続

バイパス容量

CVC

-

0.1

-

μF

(Note 8)

チャージポンプ容量１

CVG

0.047

0.1

0.22

μF

チャージポンプ容量２

CHL

0.047

0.1

0.22

μF

Note 8. CVM, CVCの接続容量は各アプリケーションボードでの負荷電流プロファイル、負荷容量、配線

抵抗などに応じて適宜調整して下さい。

5

6

7

8

9

10

11

12

16

15

14

13

4

3

2

1

OUT1A

GND

1

GND

2

OUT2A

OUT2B

VM2

IN2A

IN2B

IN1B

IN1A

VG

VC

OUT1B

VM1

CH

CL

MOTOR

VM

MCU

VC

CH

L

C

VM

CVC

CVG

※

Interface Level

：

VC

EP

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12. パッケージ

■ 外形寸法図

(Unit mm)

0.45

3.00±0.05

0.50

0.25

0.58

＋0.02

－0.03

0.10

2.00

1.60

C

0

.

10

Φ0.50

0.50

0.25

0.30

■ 推奨フットパターン

注) EP-PADは放熱用PADです。

必ず基板にGND半田実装してください。

注) EP-PADのフットパターンは

スチームビアを囲まないように

レイアウトしてください。

また、放熱性向上のためサーマルビア

を4ホール以上配置することを

推奨します。

：スチームビア例

：サーマルビア例

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■ マーキング

1016

ABCD

Market No.

Date Code

Pin #A1Indication

YWWA: Date code (4 digit)

A: Manage number

WW: Producing week

Y: Producing year (Ex: 2013 → “3”)

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13. 改訂履歴

Date

(YY/MM/DD)

Revision

Page

Contents

14/01/23

00

初版

14/01/31

01

5

Figure 2 追加

14/08/07

02

7

出力伝播遅延時間 (Hi-z →"H", "H"→Hi-Z)Condition

"出力50%から75%までの時間。"

→"入力50%から出力90%まで"

"出力75%から50%までの時間。"

→"入力50%から出力25% downまで。"

出力伝搬遅延時間 (“H”→Hi-Z)

typ 0.15μs → typ 0.1μs

8

Figure 3

出力伝播遅延時間(Hi-z →"H"、"H"→Hi-Z) のタイミ

ング図追加

14/10/09

03

9

Direction of current の図を修正。

14/12/24

04

3

オーダリングガイドの温度範囲修正

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重要な注意事項

0. 本書に記載された弊社製品（以下、「本製品」といいます。）、および、本製品の仕様につ

きましては、本製品改善のために予告なく変更することがあります。従いまして、ご使用を

検討の際には、本書に掲載した情報が最新のものであることを弊社営業担当、あるいは弊社

特約店営業担当にご確認ください。

1. 本書に記載された情報は、本製品の動作例、応用例を説明するものであり、その使用に際し

て弊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または実施権の許諾を行うもの

ではありません。お客様の機器設計において当該情報を使用される場合は、お客様の責任にお

いて行って頂くとともに、当該情報の使用に起因してお客様または第三者に生じた損害に対

し、弊社はその責任を負うものではありません。

2. 本製品は、医療機器、航空宇宙用機器、輸送機器、交通信号機器、燃焼機器、原子力制御用

機器、各種安全装置など、その装置・機器の故障や動作不良が、直接または間接を問わず、

生命、身体、財産等へ重大な損害を及ぼすことが通常予想されるような極めて高い信頼性を

要求される用途に使用されることを意図しておらず、保証もされていません。そのため、別

途弊社より書面で許諾された場合を除き、これらの用途に本製品を使用しないでください。

万が一、これらの用途に本製品を使用された場合、弊社は、当該使用から生ずる損害等の責

任を一切負うものではありません。

3. 弊社は品質、信頼性の向上に努めておりますが、電子製品は一般に誤作動または故障する場

合があります。本製品をご使用頂く場合は、本製品の誤作動や故障により、生命、身体、財産

等が侵害されることのないよう、お客様の責任において、本製品を搭載されるお客様の製品に

必要な安全設計を行うことをお願いします。

4. 本製品および本書記載の技術情報を、大量破壊兵器の開発等の目的、軍事利用の目的、ある

いはその他軍事用途の目的で使用しないでください。本製品および本書記載の技術情報を輸出ま

たは非居住者に提供する場合は、「外国為替及び外国貿易法」その他の適用ある輸出関連法

令を遵守し、必要な手続を行ってください。本製品および本書記載の技術情報を国内外の法

令および規則により製造、使用、販売を禁止されている機器・システムに使用しないでくだ

さい。

5. 本製品の環境適合性等の詳細につきましては、製品個別に必ず弊社営業担当までお問合せく

ださい。本製品のご使用に際しては、特定の物質の含有・使用を規制するRoHS指令等、適用

される環境関連法令を十分調査のうえ、かかる法令に適合するようにご使用ください。お客

様がかかる法令を遵守しないことにより生じた損害に関して、弊社は一切の責任を負いかね

ます。

6. お客様の転売等によりこの注意事項に反して本製品が使用され、その使用から損害等が生じ

た場合はお客様にて当該損害をご負担または補償して頂きますのでご了承ください。

7. 本書の全部または一部を、弊社の事前の書面による承諾なしに、転載または複製することを

禁じます。

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