STSPIN820马达驱动芯片完整手册资源-CSDN文库

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December 2017 DocID031065 Rev 2 1/29

STSPIN820

Advanced 256 microsteps integrated motor driver with

step-clock and direction interface

Datasheet - production data

Features

 Operating voltage from 7 to 45 V

 Maximum output current 1.5 A

rms

 R

DSon

HS + LS = 1 Ω typ.

 Microstepping up to 1/256

of step

 Current control with programmable OFF time

 Current sensing based on external shunt

resistor

 Full protection set

 Non-dissipative overcurrent protection

 Short-circuit protection

 Undervoltage lockout

 Thermal shutdown

 Standby low consumption

Applications

 3D printers

 Medical equipment

 Industrial 2D printers

 Textile and sewing machines

 CCTV, security and dome cameras

 ATM and cash handling machines

 Office and home automation

 POS

 Robotics

Description

The STSPIN820 is a stepper motor driver which

integrates, in a small QFN 4 x 4 mm package,

both control logic and a low R

DSon

power stage.

The integrated controller implements a PWM

current control with fixed OFF time and a

microstepping resolution up to 1/256

of the step.

The device can be forced into a low consumption

state.

The device offers a complete set of protection

features including overcurrent, overtemperature

and short-circuit protection.

QFN 4 x 4 - 24 lead

www.st.com

Contents STSPIN820

2/29 DocID031065 Rev 2

Contents

1 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2 Electrical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.1 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2 Recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.3 Thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.4 ESD protection ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4 Pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

5 Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5.1 Power supply and standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5.2 Microstepping sequencer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

5.3 PWM current control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

5.4 Overcurrent and short-circuit protections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

5.5 Thermal shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.6 ESD protection strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

6 Typical applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

7 Layout recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

8 Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

8.1 TFQFPN 4 x 4 x 1.05- 24L package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

9 Ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

10 Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

DocID031065 Rev 2 3/29

STSPIN820 List of tables

List of tables

Table 1. Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Table 2. Recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Table 3. Thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Table 4. ESD protection ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Table 5. Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Table 6. Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Table 7. Step mode selection through MODEx inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Table 8. Target reference and current direction according to sequencer value

(full-step mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Table 9. Target reference and current direction according to sequencer value

(not full-step mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Table 10. Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Table 11. ON, slow decay and fast decay states . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Table 12. Typical application values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Table 13. TFQFPN 4 x 4 x 1.05 - 24L package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Table 14. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Table 15. Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

List of figures STSPIN820

4/29 DocID031065 Rev 2

List of figures

Figure 1. Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Figure 2. Pin connection (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Figure 3. UVLO protection management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 4. MODEx, STCK and DIR timing diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Figure 5. PWM current control sequence in mixed decay (DECAY = '0') . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Figure 6. OFF time regulation circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figure 7. OFF time vs R

OFF

value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figure 8. Overcurrent and short-circuit protections management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 9. Disable time versus R

and C

values (V

= 3.3 V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figure 10. Overcurrent threshold versus temperature normalized at 25 °C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Figure 11. Thermal shutdown management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 12. ESD protection strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figure 13. Typical application schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Figure 14. PCB layout example (top layer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Figure 15. TFQFPN 4 x 4 x 1.05- 24L package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figure 16. TFQFPN 4 x 4 x 1.05 - 24L suggested footprint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

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