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TA7291ASJ

器件型号:TA7291ASJ
厂商名称:Toshiba Semiconductor
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器件描述

Full-Bridge Driver for DC Motors (driver for controlling the forward and reverse rotations)

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TA7291ASJ器件文档内容

                                                                            TA7291AP/AS(J)/AF

                              TOSHIBA Bipolar Linear Integrated Circuit Silicon Monolithic

TA7291AP,TA7291AS(J),TA7291AF

Full-Bridge Driver for DC Motors (driver for controlling the forward and reverse rotations)

The TA7291AP/TA7291AS (J)/TA7291AF is a full-bridge driver to                   TA7291AP
control the forward and reverse rotations. Each driver can select               TA7291AS (J)
one of four modes: CW, CCW, stop, brake.                                        TA7291AF
The TA7291AP is designed to provide output currents of 1.0 A (typ.)
and 2.0 A (peak). The TA7291AS (J)/TA7291AF is designed to
provide output currents of 0.4 A (typ.) and 1.2 A (peak).
There are two different power supply pins for each driver: one on
the output side and the other on the control side of the driver. Also,
there is the Vref pin on the output side. This pin is available for
adjusting the voltage supplied to the motor.
The input circuit of the driver is compatible with CMOS logic
because it draws a small amount of input current.

Features

� Wide range of operating voltage: VCC (opr.) = 4.5 V to 27 V
                                                 : VS (opr.) = 4.5 V to 27 V
                                                 : Vref (opr.) = 4.5 V to 27 V
                                                   Vref must be  VS.

� Output current: AP type 1.0 A (typ.) 2.0 A (peak)
                          : AS (J)/AF type 0.4 A (typ.) 1.2 A (peak)

� Thermal shutdown and overcurrent protection
� Flyback diodes
� Hysteresis for all inputs
� Standby mode available

                                                                                Weight
                                                                                HSIP10-P-2.54: 2.47 g (typ.)
                                                                                SIP9-P-2.54A: 0.92 g (typ.)
                                                                                HSOP16-P-300-1.00: 0.50 g (typ.)

1                                                                                             2003-02-14
                                                                                          TA7291AP/AS(J)/AF

Block Diagram

VCC                                          Vref

                  7/2/11 4/8/5

                                                                                          8/6/15  VS

                                    REG                                                           OUT1
                                                                                           2/7/4
                          Protection
                            circuit                                                                            M
                            (TSD)
                                                                                          10/3/13
                                                                                                  OUT2

                   5/9/7     6/1/9                   1/5/1
                                                           GND
IN1
                                                                 TA7291AP/TA7291AS (J)/TA7291AF
IN2

Pin Function

Symbol                    Pin No.                                Function Description

  VCC          AP         AS (J)         AF
   VS
  Vref         7          2              11          Supply voltage pin for Logic
GND
  IN1          8          6              15          Supply voltage pin for motor driver
  IN2
OUT1          4          8              5           Supply voltage pin for control
OUT2
               1          5              1           Ground pin

               5          9              7           Input pin

               6          1              9           Input pin

               2          7              4           Output pin

               10         3              13          Output pin

AP type: Pin 3 and 9 are NC.
AS (J) type: Pin 4 is NC.
AF type: Pin 2, 3, 6, 8, 10, 12, 14, and 16 are NC.

For F type, we recommend the fin be connected to ground.

                                                     2                                                            2003-02-14
                                                                                              TA7291AP/AS(J)/AF

Function

          Input                           Output                          Mode

IN1                  IN2           OUT1           OUT2                     Stop
                                                                        CW/CCW
0                    0                                                  CCW/CW

1                    0                 H               L                  Brake

0                    1                 L               H

1                    1                 L               L

: High impedance
Note: Inputs are all active high.

Maximum Ratings (Ta = 25�C)

          Characteristics                 Symbol             Rating              Unit

Supply voltage                               VCC             30
                                          VCC (opr.)                                       V

                                              VS             27
                                          VS (opr.)
Motor drive voltage                                          30
                                             Vref                                          V
                                          Vref (opr.)
                                          IO (peak)          27

Reference voltage                          IO (typ.)         30
                                                                                           V
                                              PD
                                                             27
                                             Topr
          Peak              AP type          Tstg            2.0
          Typ.       AS (J)/AF type
Output                                                       1.2
current                     P type                                                         A
                     S(J)/AF type
                                                             1.0

                                                             0.4

                          AP type                            12.5 (Note 1)

Power dissipation         AS (J) type                        0.95 (Note 2)       W

                          AF type                            1.4 (Note 3)

Operating temperature                                        -30 to 75           �C

Storage temperature                                          -55 to 150          �C

Note 1: Tc = 25�C

Note 2: No heat sink

Note 3: When mounted on a PCB (PCB area: 60 mm � 30 mm � 1.6 mm, Cu area: 50% or more)

Wide range of operating voltage: VCC (opr.) = 4.5 V to 27 V
                                             VS (opr.) = 4.5 V to 27 V
                                             Vref (opr.) = 4.5 V to 27 V
                                             Vref  VS

                                                          3                                   2003-02-14
                                                                                       TA7291AP/AS(J)/AF

Electrical Characteristics (Ta = 25�C, VCC = 5 V, VS = 24 V)

         Characteristics          Symbol      Test                 Test Condition      Min  Typ.  Max   Unit
                                             Circuit

                                  ICC1-1               Output OFF, CW/CCW mode         �    6.0   11.0
                                  ICC1-2
                                  ICC2-1               Output OFF, CW/CCW mode,             8.0   13.0  mA
                                  ICC2-2               VCC = 24 V
                                  ICC3-1                                               �
                                  ICC3-2               Output OFF, Stop mode
                                   VIN1         1 Output OFF, Stop mode,               �    0     50
                                   VIN2
Supply current                                         VCC = 24 V                           0     50    mA

                                                       Output OFF, Brake mode          �

                                                       Output OFF, Brake mode,         �    4.5   8.0
                                                       VCC = 24 V
                                                                                            6.5   10.0  mA

                                                                                       �

Input           1 (High)                                Tj = 25�C                      3.5  �     5.5
operating       2 (Low)                                                                                         V
voltage                                         2                                      GND  �
                                                                                                  0.8

Input current                         IIN               VIN = 3.5 V, Sink mode         �    3     10    mA
                                  VSAT U-1              Vref = VS, VOUT-VS measure
               AP/AS (J)/  Upper  VSAT L-1              IO = 0.2 A, CW/CCW mode        �    0.9   1.2
               AF type      side                        Vref = VS, VOUT-GND measure
                                                        IO = 0.2 A, CW/CCW mode             0.8   1.2
                           Lower                        Vref = VS, VOUT-VS measure     �
                            side                        IO = 0.4 A, CW/CCW mode
                                                        Vref = VS, VOUT-GND measure
Saturation     AS (J)/AF   Upper  VSAT U-2              IO = 0.4 A, CW/CCW mode        �    1.0   1.35
voltage        type         side                        Vref = VS, VOUT-VS measure
                                                3       IO = 1.0 A, CW/CCW mode                         V
                           Lower                        Vref = VS, VOUT-GND measure
                            side  VSAT L-2              IO = 1.0 A, CW / CCW mode      �    0.9   1.35
                                                        Vref : 10 V, VOUT-GND measure
                           Upper  VSAT U-3              IO = 0.2 A, CW / CCW mode      �    1.3   1.8
                            side                        Vref : 10 V, VOUT-GND measure
               AP type                                  IO = 0.4 A, CW/CCW mode
                           Lower                        Vref : 10 V, VOUT-GND measure
                            side  VSAT L-3              IO = 0.5 A, CW/CCW mode        �    1.2   1.85
                                                        Vref : 10 V, VOUT-GND measure
                                  VSAT U-1'             IO = 1.0 A, CW/CCW mode        �    11.2  �

Output         AS (J)/AF type     VSAT U-2'             VL = 30 V                      10.4 10.9 12.2
voltage        AP type                               3
(upper                                                  VL = 30 V                                       V
side)                             VSAT U-3'
                                                                                       �    11.0  �
                                  VSAT U-4'
                                                                                       10.2 10.7 12.0

                           Upper                                                       �    �     50
                            side IL U
Leakage current                                                                                         mA
                           Lower             4
                            side
                                       IL L                                            �    �     50

               AS (J)/AF Upper    VF U-1                              �                �    1.5   �

               type        side

Diode          AP type     Lower  VF U-2                              �                �    2.5   �
                            side
forward                                         5                                                       V
               AS (J)/AF Upper
voltage                           VF L-1                              �                �    0.9   �
               type        side

               AP type     Lower  VF L-2                              �                �    1.2   �
                            side

Reference current                      Iref     2 Vref = 10 V, Source mode             �    �     40    mA

                                                                   4                              2003-02-14
                                                                             TA7291AP/AS(J)/AF

Test Circuit 1
   ICC1-1, ICC1-2, ICC2-1,ICC2-2, ICC3-1, ICC3-2

                                     7/2/11       4/8/5             8/6/15          A  VS
                                                                                             VS = 24 V

                    SW1   VIN1       5/9/7   TA7291AP/AS (J)/AF      2/7/4   VCC
                    SW2   VIN2       6/1/9                          10/3/13         5 V/24 V
                                                        1/5/1
VIN (H)                                                        GND
      3.5 V

Note: The heat fin of the TA7291AF is connected to ground.

Test Circuit 2
   VIN1, VIN2, IIN, Iref

                                                                                                               A

                                                                                              VS         Vref     10 V

VCC                       SW3        7/2/11       4/8/5             8/6/15                    VS = 24 V
      5V
            VIN           SW1        5/9/7   TA7291AP/AS (J)/AF               OUT1
                               VIN1                                  2/7/4
                                                        1/5/1       10/3/13
                 A             VIN2  6/1/9                     GND
                          SW2                                                 OUT2

                    5 V (max)
                    0 V (min)

                                                                    TA7291AP/TA7291AS (J)/TA7291AF

Note: The heat fin of the TA7291AF is connected to ground.

                                                  5                                                      2003-02-14
                                                                                           TA7291AP/AS(J)/AF

Test Circuit 3.
   VSAT U-1, 2, 3 VSAT L-1, 2, 3 VSAT U-1', 2', 3', 4'

                     VCC                                   10 VSW4
                           5V                                                                         V

                               7/2/11            Vref                    VS                                RL ()
                                         4/8/5                   8/6/15                                         VS
                                                                                                                       VS = 24 V
             SW1     VIN1      5/9/7     TA7291AP/AS (J)/AF            OUT1
                                                                 2/7/4

             SW2 VIN2          6/1/9                             10/3/13 SW3

VIN (H)                                  1/5/1                        OUT2                              V
      3.5 V
                                                      GND

    Note 1: IOUT calibration is required to adjust specified values of test conditions by RL.
                 (IOUT = 0.2 A/0.4 A/0.5 A/1.0 A)

    Note 2: The heat fin of the TA7291AF is connected to ground.

Test Circuit 4.
   ILU, L

             7/2/11        4/8/5               VS                                     AVL
                                         8/6/15                              A               VL = 30 V

             5/9/7   TA7291AP/AS (J)/AF       OUT1
                                         2/7/4

             6/1/9                       10/3/13
                                               OUT2
                           1/5/1                                      VL
                                                                             VL = 30 V

                                                                                                  TA7291AP/TA7291AS (J)/TA7291AF
    Note: The heat fin of the TA7291AF is connected to ground.

Test Circuit 5.
   VF U-1, 2 VF L-1, 2

             7/2/11        4/8/5               VS                     IU     VU         V
                                         8/6/15

                                              OUT1               SW1
                                         2/7/4
             5/9/7   TA7291AP/AS (J)/AF

             6/1/9                       10/3/13

                           1/5/1                   OUT2          SW2

                                                                      IL     VU         V

                                                   6                                                                              2003-02-14
                                                                                                                                                                            TA7291AP/AS(J)/AF

                             TA7291AP                        PD � Ta                                                                                   TA7291AP             t � Rth

Power dissipation PD (W)  15                                 (1) Infinite heat sink                      Transient thermal resistance Rth (�C/W)       (1) Infinite heat sink                   Input pulse
                                                             (2) 80 cm2 � 2 mm Al                                                                      (2) 80 cm2 � 2 mm Al heat sink
                                           (1)                                                                                                         (3) 25 cm2 � 2 mm Al heat sink                   PW
                          10                                      Heat sink (qHS = 6�C/W)                                                              (4) No heat sink
                                                             (3) 15 cm2 � 2 mm Al                                                                                                                     t (s)
                                           (2)
                                                                  Heat sink (qHS = 20�C/W)
                                                             (4) No heat sink                                                                     100                                                                     (4)
                                                                                                                                                   50                                                              (2) (3)
                                                                  qj-a = 65�C/W                                                                    30                                                              (1)

                          5           (3)                                                                                                          10
                                                                                                                                                     5
                                      (4)                                                                                                            3

                          0    0           50                    100  150                        200                                                 1    10-1           1             10                          102          103
                                                                                                                                                    10-2

                                      Ambient temperature Ta (�C)                                                                                                    Pulse width t (s)

                             TA7291AS (J)                    PD � Ta                                                                                   TA7291AS (J)         t � Rth

                          2.0                                               No heat sink                 Transient thermal resistance Rth (�C/W)  1000                                                             No heat sink
                                                                            qj-a = 130�C/W                                                         500
                          1.6                                                                                                                      300
Power dissipation PD (W)
                          1.2                                                                                                                     100                                                              Input pulse
                          0.8                                                                                                                      50
                          0.4                                                                                                                      30                                                                      PW

                                                                                                                                                   10                                                                    t (s)
                                                                                                                                                     5
                          00      25                50       75       100 125 150 175                                                                3           1          10                  100                             1000

                                                                                                                                                     1
                                                                                                                                                     0.1

                                      Ambient temperature Ta (�C)                                                                                                    Pulse width t (s)

                             TA7291AF                          PD � Ta                                                                                 TA7291AF

                          2.0                                (1) When mounted on a PCB                                                                                      t � Rth
                                                                  (PCB area: 60 mm � 30 mm �
                          1.6                                     1.6 mm, Cu area: 50% or more)          Transient thermal resistance Rth (�C/W)          (1) No heat sink                 Input pulse
                                               (1)                                                                                                        (2) When mounted on a PCB
                                                             (2) No heat sink                                                                                                                       PW
                          1.2                                         qj-a = 140�C/W
Power dissipation PD (W)                                                                                                                                  (PCB area: 60 mm � 30 mm � 1.8

                                                                                                                                                          mm, Cu area: 50% or more)                                t (s)

                                                                                                                                                  200

                                                                                                                                                                                           (1)

                          0.8                           (2)                                                                                       100
                                                                                                                                                                                                              (2)

                                                                                                                                                   50

                          0.4                                                                                                                     30

                          00      25                50       75       100 125 150 175                                                             101                10                    100                                  1000

                                      Ambient temperature Ta (�C)                                                                                                    Pulse width t (s)

                                                                                                      7                                                                                                                 2003-02-14
                                                                                                                                                        TA7291AP/AS(J)/AF

   TA7291AP                                                                                                               TA7291AP
                VCE (SAT) � IOUT (Upper)                                                                                               VCE (SAT) � IOUT (Lower)

3.2                                                                                                                    3.2

2.4                                                                                                                    2.4

VCE (SAT) (V)1.6                                                                                                       1.6
                                                                                                        VCE (SAT) (V)

0.8                                                                                                                    0.8

00                 0.4          0.8      1.2          1.6               2.0                                            00      0.4          0.8                 1.2      1.6                        2.0

                                IOUT (A)                                                                                                    IOUT (A)

                              Vref � VOUT (H)                                                                                             VS � VOUT (H)
                                                                                                                            Test circuit
     Test circuit                                     VS = 12 V                                                                                                      Vref = 8.0 V
                                                      VCC = 5 V                                                                                                      VCC = 5.0 V
                                                12 V
VOUT (H) (V)                                                                                                                VCC                                      VS
                                                                                                                                  5V
               5V     7/2/11    8/6/15                Open                                                                                          8V7/2/118/6/15   Open

     5/9/7            VCC         VS     2/7/4                                                                              5/9/7   VCC                 VS    2/7/4
                      IN1       OUT1                                                                                                IN1               OUT1

     6/1/9            IN2                       V                                                                           6/1/9   IN2                              V
                       G                                                                                                             G
                                Vref                  10 W                                                                                            Vref           10 W   40 W
                                                          40 W
                      1/5/1     4/8/5                                                                                               1/5/1             4/8/5

                                           The heat fin of the TA7291AF                                                                                 The heat fin of the TA7291AF
                                           is connected to ground.
12                                                                                                                     10                               is connected to ground.

                                         Output open                                                                                                                 Output open
10

                                                                                                                       9                                             Resistor 40 W

8                                                                               VOUT (H) (V)                                                                                         Resistor 10 W
                                                         Resistor 40 W                                                 8

6                                                     Resistor 10 W

4

                                                                                                                       7

2

00                 2         4        6         8     10                12                                             6    8            9                  10          11                          12

                                Vref (V)                                                                                                              VS (V)

                                                                             8                                                                                                    2003-02-14
                                                                                        TA7291AP/AS(J)/AF

Notes

� Power On/Off

      At power on, VCC must be applied simultaneously or before VS. At power off, VCC must be removed
      simultaneously or after VS.

� Input Circuit                                                                                      VCC standby

       A logic high on the VIN pin activates the input

       circuit as shown in the figure.                                                  4.5 kW
                                                                                                   10 kW
       When a voltage greater than or equal to VIN (high)        VIN           1 kW                           1.3 kW
       is applied to the pin, the circuit is active. When a VIN
       voltage less than or equal to VIN (low) is applied to            5/9/7

       the pin or the pin is grounded, the circuit is             or
       inactive.                                                 6/1/9
       When the pin is high, the input current IIN flows
                                                                                               5 kW
       into the input circuit. So, be careful about the                                 10 kW

       output impedance of the first stage.

       The input hysteresis is 0.7 V (typ.). At power on

       (VCC), set both input pins IN1 and IN2 to low.                                                1/5/1

                                                              TA7291AP/TA7291AS (J)/TA7291AF

� Output Circuit                                                               Q1              Q2    8/6/15

   Output high voltage                                                         A                          or 10/3/13
                                                                                                     2/7/4 VOUT
      � Operation based on the Vref voltage                                     Vref                 4/8/5 Vref
                                                                               circuit
          The Vref voltage is increased by twice the value
          of VBE (small signal) in the Vref circuit. Then,                                   1/5/1
          the voltage is applied to the base A of Q2 (power             TA7291AP/TA7291AS (J)/TA7291AF
          transistor 2). As a result, the voltage which is
          reduced by the value of VBE (Q2) appears on the
          VOUT pin.
          VOUT = Vref + 2VBEVBE (Q2) ~- Vref + 0.7 V
      � Vref pin

          The Vref pin must not be left open when unused.
          In this case, connect it via a protection resistor
          (3 kW or more) to the VS pin. Otherwise, it
          might cause oscillation.
          Vref must be � VS.

Protection Features

   Overcurrent Protection Circuit

           The overcurrent protection circuit detects a current flowing through the upper power transistor. If the
           current exceeds a predetermined value (about 2.5 A), the circuit turns all the power transistors off.
           However, it does not always prevent overcurrent. If an output pin is shorted or grounded, the IC might be
           destroyed before operation of the overcurrent protection circuit. So, be sure to connect a resistor or fuse to
           the power supply (VS) line. (See "Application Circuit.")

Thermal Shutdown Circuit

      If the chip temperature exceeds a predetermined limit (about 170�C), the thermal shutdown circuit turns
      all the power transistors off.

                                                          9                                                           2003-02-14
                                                               TA7291AP/AS(J)/AF

Application Circuit

                                                 (Note 1)      R1 (Note 2)
                                                                               VS
                     10 mF
                                                                              VCC
                                                                       R2 (Note 3)

                            7/2/11  8/6/15       4/8/5

IN1                  5/9/7          TA7291P/S/F         2/7/4

                                                               M

IN2                  6/1/9                       10/3/13

                                    1/5/1
                                          GND

                                                 TA7291AP/TA7291AS (J)/TA7291AF

Note 1: Select the optimum value for the capacitor by experiment.

Note 2: Insert the current limiting resistor R1 to protect the IC from overcurrent.

Note 3: When VS = Vref, insert the resistor R2 (3 kW or more) to protect the Vref pin from being damaged by a
            surge.

Note 4: The IC may be destroyed due to short circuit between output pins, an output pin and VCC, or an output pin
            and ground. Design the output line, VCC (VM, VS, VEE) lines and the ground line with great care.

Note

� Shoot-through current occurs when the mode is switched. The driver must enter the stop mode for
    approximately 100 ms before switching between CW and CCW modes, or CW/CCW and brake modes.

� The proper IC functions are not guaranteed at power on/off. Before using the IC, check that any IC malfunctions
    that are possible at power on/off will not cause a problem in the IC application.

                                    10                                              2003-02-14
                           TA7291AP/AS(J)/AF

Package Dimensions

Weight: 2.47 g (typ.)

                       11  2003-02-14
                           TA7291AP/AS(J)/AF

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Weight: 0.92 g (typ.)

                       12  2003-02-14
                           TA7291AP/AS(J)/AF

Package Dimensions

Weight: 0.50 g (typ.)

                       13  2003-02-14
                                                                         TA7291AP/AS(J)/AF

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                             14                                                                        2003-02-14
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