LC898301XA - ON Semiconductor

注文コード No. N A 2 2 3 1
LC898301XA
CMOS LSI
リニア振動モータ用ドライバIC
http://onsemi.jp
概要
LC898301XAは、バイブレータやハプティクス途向けリニア振動モータ駆動用、単相全波 リニア振動モー
タドライバICである。最大の特長は、自動的にリニア振動モータ固有の共振周波数に合せ込み、モータを
駆動できることである。そのメリットとして、リニア振動モータの共振周波数バラツキに振動力が影響さ
れないため安定した振動が得られる事、また、格段にブレーキ性能を向上できる事が挙げられる。
なお、ブレーキ時にはモータの振動力を読み取り、振動が小さくなるまで自動でブレーキを行う機能を
内蔵しており、最適な振動立ち下げが可能である。また、共振周波数の経時変化や落下時の共振周波数変
動にも対応できるため、信頼性の高い振動発生システムの提供が可能となる。
特長
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
リニア振動モータ固有の共振周波数への自動調整機能
高速振動立上機能
Auto ブレーキ制御機能
モータ駆動電圧調整機能
EN/PWM IF 制御対応
I2C 設定対応(1.8V IF 対応可)
低消費電力駆動
静音化駆動
バッテリー電源駆動
サーマルシャットダウン回路内蔵
モータ動作不良検出機能
WLCSP8, 0.78x1.58
アプリケーション
1) リニア振動モータ（バイブレータ、ハプティクス用）
2) 携帯電話機
3) 携帯ゲーム機
4) タブレット PC
5) ハプティクス機能付き携帯機器
*：I2C バスはフィリップス社の商標です。
ORDERING INFORMATION
See detailed ordering and shipping information on page 12 of this data sheet.
Semiconductor Components Industries, LLC, 2013
October, 2013 Ver. 2.1
O1613HK 20130726-S00001 No.A2231-1/12
LC898301XA
ブロック図
VBAT
LDO
RSTB
TSD
OUT1
駆動信号
生成回路
EN / PWM
H ブリッジ
ドライバ
リニア
振動モータ
OUT2
レジスタ
設定回路
SDA
SCL
POR
OSC
VSS
図1
絶対最大定格 / VSS = 0V
項目
記号
電源電圧
VDDmax
条件
定格
単位
0.3 ～ 6.0
V
VI1
*1
0.3 ～ VDD+0.3
V
VI2
*2
0.3 ～ 3.3
V
出力電圧
VO
*3
0.3 ～ 3.3
V
駆動電流
IOmax
200
mA
許容損失
PDmax
140
mW
動作周囲温度
Ta
30 ～ 85
℃
保存温度
Tstg
55 ～ 125
℃
入出力電流
II, IO
±20
mA
入力電圧
Ta≦85℃, *4
*5
*1 対象ピン：RSTB
*2 対象ピン：EN,SDA,SCL
*3 対象ピン：SDA
*4 ガラスエポキシ基板(50mm x 40mm, t=0.9mm, FR-4)実装
*5 入出力基本セル 1 セル当り
最大定格を超えるストレスは、デバイスにダメージを与える危険性があります。最大定格は、ストレス印加に対してのみであり、推奨動作条件を超えての機能
的動作に関して意図するものではありません。推奨動作条件を超えてのストレス印加は、デバイスの信頼性に影響を与える危険性があります。
許容動作範囲 / Ta = 30～85 C, VCC = 0V
項目
記号
電源電圧
VDD
入力電圧範囲
条件
最小
標準
最大
単位
3.0
-
5.5
V
VIN1
*1
0
-
VDD
V
VIN2
*2
0
-
1.98
V
*1 対象ピン RSTB
*2 対象ピン EN,SDA,SCL
No.A2231-2/12
LC898301XA
電気的特性
IO 直流特性 / VSS = 0V, VDD = 3.0～ 5.5V, Ta = 30～+85 C
項目
記号
条件
最小
標準
最大
単位
入力高レベル電圧
VIH
VIL
CMOS 対応
1.40
－
－
V
－
－
0.32
V
VIH
VIL
CMOS 対応
シュミット
1.50
－
－
V
－
－
0.24
V
CMOS 対応
シュミット
1.50
－
－
V
入力低レベル電圧
VIH
VIL
－
－
0.36
V
出力低レベル電圧
VOL
IOL = 4mA
－
0.4
V
入力リーク電流
IIL
VI= VDD, VSS
10
+10
μA
入力低レベル電圧
入力高レベル電圧
入力低レベル電圧
入力高レベル電圧
－
適用ピン
EN
SDA,SCL
RSTB
SDA
RSTB,EN
SDA,SCL
PWM 入力 AC 特性 / VSS = 0V, VDD = 3.0～5.5V, Ta = 30～+85 C
項目
PWM 入力キャリア周波数
記号
最小
標準
最大
単位
条件
Ifrq
10.0
-
50.0
kHz
1%< Duty 比 < 99%
消費電流 / VSS = 0V, VDD = 3.0～5.5V, Ta = 25 C
項目
記号
最小
標準
最大
単位
条件
スタンバイ電流
Pstb
-
0.04
2.0
A
RSTB=”0”
アイドリング電流
Pidl
-
2.7
-
mA
RSTB=”1”,EN=”0”
最小
標準
最大
単位
条件
-
2.7
-
Vpp
-
2.9
-
Vpp
10
-
+10
%
アナログ特性 / VSS = 0V, VDD = 3.7V, Ta = 25 C
項目
OUT1,2 出力間電圧
共振周波数バラツキ調整範囲
記号
VOUT12
Fmo
駆動電圧設定最大
VOSEL=”00”
駆動電圧設定最大
VOSEL=”01”
typ 値に対して
No.A2231-3/12
LC898301XA
ピン配置
ピン配置表
I/O ⇒ I : 入力ピン， O: 出力ピン， B:双方向ピン，P: 電源ピン， NC: 接続せず
NO
NAME
I/O
NO
NAME
I/O
1A
OUT1
O
1B
VDD
P
2A
OUT2
O
2B
RSTB
I
3A
GND
P
3B
EN
I
4A
SCL
I
4B
SDA
B
SDA
SCL
4
EN
GND
3
RSTB
OUT2
2
VDD
OUT1
1
B
A
ピン配置図 (PKG : WLP8, 0.4mm pitch)
< Bottom View >
図5
No.A2231-4/12
LC898301XA
端子説明
I/O ⇒ I : 入力ピン， O: 出力ピン， B:双方向ピン，P: 電源, GND ピン
I/O
信号名
機能
内容
OUT1
O
モータ駆動端子
H ブリッジ出力
OUT2
O
モータ駆動端子
H ブリッジ出力
RSTB
I
リセット端子（スタンバイ端子）
L：リセット（スタンバイ）、H：通常動作
EN
I
モータ駆動制御信号
EN 制御信号 or PWM 制御信号
SCL
I
I2C I/F 用クロック入力端子
I/F 用のクロック入力
SDA
B
I2C I/F 用データ入出力端子
I/F 用のデータ入出力（オープンドレイン）
VDD
P
電源端子
VSS
P
GND 端子
外形図
WLCSP8, 0.78x1.58
CASE 567HA
ISSUE O
E
NOTES:
1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER
ASME Y14.5M, 1994.
2. CONTROLLING DIMENSION: MILLIMETERS.
3. COPLANARITY APPLIES TO SPHERICAL
CROWNS OF THE SOLDER BALLS.
A B
PIN A1
REFERENCE
2X
2X
D
0.05 C
0.05 C
DIM
A
A1
b
D
E
e
TOP VIEW
A
0.10 C
0.08 C
A1
SIDE VIEW
NOTE 3
MILLIMETERS
MIN
MAX
0.65
−−−
0.07
0.17
0.15
0.25
0.78 BSC
1.58 BSC
0.40 BSC
RECOMMENDED
SOLDERING FOOTPRINT*
C
SEATING
PLANE
PACKAGE
OUTLINE
8X
e/2
8X
b
0.05 C A B
0.03 C
e
0.40
PITCH
e/2
e
B
0.20
0.40
PITCH
DIMENSIONS: MILLIMETERS
A
1
2
3
4
BOTTOM VIEW
*For additional information on our Pb
−Free strategy and soldering
details, please download the ON Semiconductor Soldering and
Mounting T echniques Reference Manual, SOLDERRM/D.
No.A2231-5/12
LC898301XA
タイミングチャート
モータ駆動タイミング
EN 制御モードと PWM 制御モードは、リセット解除後、入力された EN 信号を元に内部にて自動判定する。
一度判定されたモードは RSTB 端子により IC がリセットされるまでモードが保持される。
EN制御モード
モータの駆動は EN ピンにより制御され、駆動期間は EN=”H”の保持時間でコントロールする。
高速立上期間、駆動能力、ブレーキ期間は初期値は I2C レジスタ設定により変更可能である。
初期駆動周波数は、モータの共振周波数のセンター値に合せて I2C レジスタで設定すること。
EN
OUT1
OUT2
高速立上期間
通常駆動期間
ブレーキ期間
図 8.1 モータ駆動タイミング図
スタンバイ制御 (EN制御モード)
スタンバイ設定は RSTB ピンにより制御可能である。この設定にすると待機時の消費電流を抑えることが
可能となる。
スタンバイ状態になると、レジスタの設定値が初期値にリセットされるため、スタンバイ解除後は駆動前
に、再度、レジスタ設定を行う必要がある。ブレーキを使用しない場合には、EN が立ち下がった後の 30ms
の期間は必要ない。
RSTB
200s
約 30ms
EN
スタンバイ
駆動 OFF
I2C
駆動 ON
“レジスタ再設定”
ブレーキ
駆動 OFF
スタンバイ
“ブレーキ不要の場合、この 30ms は必要無し”
図 8.2 スタンバイ制御シーケンス
EN 制御
EN 信号の“H”幅は、0x02 レジスタで設定した駆動周波数の 1 周期分より長く設定すること。また、EN
信号を H →L→H と連続で ON/OFF させる場合、”H”と”H”の間に入れる“L”幅は 30ms 以上あけること。
ただし”L”にする直前の駆動期間が 30ms より短い場合には、EN 信号の“H”幅と同等以上の“L”幅でよ
い。
ただし、直前の EN=H 幅が 30ms 以下の場合は直前の EN=H 幅以上
(min)30ms
EN
(min)1 駆動周期
図 8.3 EN 制御信号
No.A2231-6/12
LC898301XA
PWM制御モード
モータの駆動は EN ピンから入力された PMW 入力信号により制御される。PWM モードは EN ピンに入力さ
れる信号により IC が自動で入力モードを選択する。この PWM 制御モードの場合には、駆動とブレーキの
制御は PWM 信号の Duty 比により判定され、駆動力とブレーキ力の制御も下記表の通りとなる。なお、こ
のモードの場合、I2C レジスタ設定の 0x01～0x05 は、本 PWM の情報を利用するため無効となる。また入力
PWM の Duty は 1%～99%の範囲内で入力すること。また、”L”固定(Duty 0%)の場合は駆動停止状態となる。
※入力する PWM の周波数は、128*モータ共振周波数を入力すること。ただし、0x08 RFSEL=0 の場合。
※モータ駆動周波数は、共振周波数サーチ機能により最適化された周波数で駆動される。
※入力信号の PWM 自動判定は、信号入力後、約 170s の期間で判定する。
Duty(%)
99.00 ~ 50.39
50.39 ~ 49.62
49.62 ~ 1.00
駆動能力
127 段階
0
127 段階
駆動モード
正転駆動
停止
逆転駆動
※99%は最大の駆動能力であり、一方、1.0%はブレーキ時の最大駆動能力となる。
PWM 周波数= 128 * (LRA 共振周数) ただし 0x08:RFSEL=0 の場合
EN
OUT1
OUT2
順位相駆動
逆位相駆動
図 8.4 モータ駆動タイミング図
スタンバイ制御 (PWM制御モード)
スタンバイ設定は RSTB ピンにより制御可能である。この設定にすると待機時の消費電流を抑えることが
可能となる。
スタンバイ状態になると、レジスタの設定値が初期値にリセットされるため、スタンバイ解除後は駆動
前に、再度、レジスタ設定を行う必要がある。
RSTB
200s
EN
PWM 信号
スタンバイ
駆動 OFF
I2C
駆動 ON
駆動 OFF
スタンバイ
図 8.5 スタンバイ制御シーケンス
No.A2231-7/12
LC898301XA
2
I C互換シリアルインタフェース
Writeフォーマット (シーケンシャルWriteも可能)
スタートコンディションを入力した後、7 ビットのスレーブアドレス、Write モード“L”を受け取ること
で ACK=”L”を返します。その後、8bit のアドレスを受け取り ACK を発生した後、8bit の書込みデータを
受け取り、ACK=”L”
を発生した後、ストップコンディションを受け取ることで、指定したアドレスへデータを書き込むことが
できる。また、書込みデータ読み取り後に、ACK=”0”を確認しながら、8 ビットのデータを連続で入力す
ることで、連続してインクリメントしたアドレスへデータを書き込むことが可能となる。（下図参照）
START
スレーブアドレス
L AC
レジスタアドレス(N)
K
AC
K
アドレス(N)書込データ
AC
K
アドレス(N+1)書込データ
AC
K
アドレス(N+2)書込データ
AC
K
END
SDA
SCL
図 8.6
Readフォーマット（シーケンシャルReadも可能）
ダミーのレジスタ書込みにてアドレスを書き込んだ後、続けて、再度スタートコンディション入力し、
スレーブアドレス、Read=”H”を入力後、ACK を発生した後で読出しデータが出力される。以降、ストッ
プコンディションを発行せず、リードポジションを続けると、インクリメントされたアドレスのデータが
順次出力される。動作の終了は ACK を返さず、END コンディションを入力することで、リード状態が終了
する。
ダミー書込み
START
スレーブアドレス
L AC
レジスタアドレス(N)
K
AC
K
START
スレーブアドレス
H AC
K
レジスタ(N)読出データ
AC
K
*1
SDA
SCL
*1
レジスタ(N+1)読出データ
AC
K
レジスタ(N+2)読出データ
AC
K
レジスタ(N+3)読出データ
AC
K
END
SDA
SCL
図8.7
スレーブアドレス
本 IC のスレーブアドレスは、下記のコードに設定されている。
スレーブアドレス
1001001
No.A2231-8/12
LC898301XA
2
I C 互換シリアルバスインタフェース AC 特性 / VSS=0V, VDD=3.0～5.5V, Ta=30～+85ºC
項目
記号
fSCL
SCL クロック周波数
START 条件ホールド時間
tHD;STA
SCL クロック Low 期間
SCL クロック High 期間
tLOW
tHIGH
リピート START 条件セットアップ時間
tSU;STA
データホールド時間
tHD;DAT
データセットアップ時間
tSU;DAT
SDA, SCL 立上り時間
tr
SDA, SCL 立下り時間
tf
STOP 条件セットアップ時間
tSU;STP
STOP, START 間バス開放時間
tBUF
端子名
Min
Typ
Max
単位
SCL
SCL
SDA
SCL
SCL
SCL
SDA
SCL
SDA
SCL
SDA
SCL
SDA
SCL
SDA
SCL
SDA
SCL
SDA
-
-
400
kHz
備考
0.6
-
-
s
1.3
0.6
-
-
s
s
0.6
-
-
s
0
-
-
s
0.2
-
-
s
*1
-
0.3
s
*1
-
0.3
s
*1
0.6
-
-
s
1.3
-
-
s
*1) 設計保証値（出荷テスト無し）
90%
90%
SDA
10%
90%
90%
SCL
10%
tHD;STA
tSU;STP
tHD;STA
90%
10%
tHIGH
tr
10%
tBUF
tSU;STA
tSU;DAT
tLOW
90%
10%
10%
10%
tHD;DAT
90%
90%
90%
10%
tf
START
CONDITION
REPEATED
CONDITION
STOP
CONDITION
START
CONDITION
図 8.8 I2C バスインタフェースタイミング定義 (FAST-MODE：400kHz)
パワーONリセット回路 AC特性 / VSS=0V, VDD=3.0～5.5V, Ta=30～+85ºC
内蔵するパワーオンリセット回路にてリセットを行うためには、下記、電源立上り時間(tVDDUP)を守ること。
項目
VDD 立上り時間
記号
tVDDUP
Min
-
Typ
-
Max
100
単位
ms
備考
-
90%
VDD
10%
tVDDUP
図 8.9 パワーON リセットタイミング図
No.A2231-9/12
LC898301XA
応用回路例
1) EN 信号により振動 ON/OFF 制御する場合
VBAT
0.1F
スタンバイ制御
RSTB
振動 ON/OFF 制御
Micro
Processor
VDD
EN
OUT1
OUT2
SCL
SDA
LRA
GND
2) PWM 信号により振動 ON/OFF 制御する場合
VBAT
0.1F
スタンバイ制御
RSTB
PWM 制御
Micro
Processor
VDD
EN
OUT1
OUT2
SCL
SDA
LRA
GND
No.A2231-10/12
LC898301XA
3) 0x09:ENON 設定により振動 ON/OFF 制御する場合
VBAT
0.1F
スタンバイ制御
RSTB
VDD
EN
Micro
Processor
振動 ON/OFF 制御
OUT1
OUT2
SCL
SDA
LRA
GND
4) RSTB 信号のみで振動 ON/OFF 制御する場合
VBAT
0.1F
振動 ON/OFF 制御
RSTB
VDD
EN
Micro
Processor
OUT1
OUT2
SCL
SDA
1.8V
LRA
GND
5) VDD のみで振動 ON/OFF 制御する場合
VDD(ON/OFF 制御)
1.8V
0.1F
RSTB
VDD
EN
OUT1
OUT2
SCL
SDA
LRA
GND
No.A2231-11/12
LC898301XA
ORDERING INFORMATION
Device
LC898301XA-MH
Package
WLCSP8, 0.78x1.58
(Pb-Free / Halogen Free)
Shipping (Qty / Packing)
5000 / Tape & Reel
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(参考訳)
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PS No.A2231-12/12