TPIC2010 串行接口控制的 9 通道电机驱动器数据手册

TPIC2010是一款适用于超薄型或超薄型ODD的超低噪声型电机驱动器IC。 由串行I/F控制的9通道驱动器IC最适合驱动主轴电机、雪橇 电机（步进电机适用）、负载电机、对焦/跟踪/倾斜执行器和步进 准直器镜头电机。该驱动器IC包括2通道同步DC-DC转换器。

DC-DC转换器上的不连续调节模式提高了低功耗下的效率 消费显着。主轴电机驱动器使用 BEMF 反馈进行启动、控制和 低噪声运行，无需外部传感器。此外，TPIC2010还有很多保护 功能包括：主轴输出电流限制、热关断、SLED和准直器透镜端 检测、执行器保护和电源复位电路。TPIC2010还有一个内置的 温度计，便于IC温度测量。
*附件：tpic2010.pdf

特性

• 串行外设接口
  • 最大读/写 35 MHz
  • 3.3V 数字 I/O
• 执行器和电机驱动器
  • 带 H 桥输出的 PWM 控制
  • 带 DAC 控制的对
    焦/跟踪/倾斜执行器驱动器
  • 带电流模式、10位
    DAC控制的雪橇电机驱动器
  • 带12位DAC控制的负载驱动器
  • 具有 8 位 PWM 控制的步进电机驱动器
  • 准直器镜头的末端位置检测器，
    不带位置传感器的雪橇
• 主轴电机驱动器
  • 无传感器 BEMF 位置反馈
  • 12 位主轴 DAC
  • 独立的电感式位置检测和
    启动
  • 自动控制制动快速停止：
    主动制动和短制动
  • 0.7-A 最大连续电流，
    不包括热问题
  • LS 模式：25% 速度
• 片内温度计（15°C至172.5°C）
• 开关
  • 两个开关电路可通过软件控制
  • LED：带 0.1-A OCP 的 LED 驱动器开关
  • CSW：低 R DS（开） 带 0.1AOCP 的电流开关
• DC-DC转换器
  • V1Px：引脚可选转换电压 1.0 V /
    1.2 V / 1.5 V;0.9A 输出能力，具有
    1.85A 过流保护
  • V3P3：固定式3.3V DC-DC转换器;0.5A
    输出能力，具有 1.15A 过流
    保护
  • 2.5MHz开关频率
  • 通过不连续调节模式提高
    低电流下的效率
• 保护
  • LED/CSW、开关、DCDC转换器、SPM
    和执行器上的
    独立热保护电路
  • 两个警报级别：预检测**和热保护检测
  • ACTTEMP：监控根据过去设置
    的集成 DAC 值计算的执行器温度
  • 欠压锁定 （UVLO） 和
    过压保护 （OVP）
    参数
    
    方框图
    

TPIC2010 是德州仪器推出的、适用于超薄光学磁盘驱动器（ODD）的低噪声 9 通道电机驱动 IC，集成 2 通道同步 DC-DC 转换器，通过串行外设接口（SPI）控制，可驱动多种电机与执行器，并具备完善的保护功能。

一、核心功能与特性

1. 电机与执行器驱动能力
   • 涵盖 9 个驱动通道，可驱动主轴电机、滑动电机（支持步进电机）、负载电机，以及聚焦 / 跟踪 / 倾斜执行器、准直透镜步进电机。
   • 不同驱动模块采用差异化控制：主轴电机通过无传感器反电动势（BEMF）反馈实现启动与低噪声运行；聚焦 / 跟踪 / 倾斜执行器采用 12 位 DAC 控制；滑动电机采用 10 位 DAC 电流模式控制；步进电机采用 8 位 PWM 控制。
2. 串行通信与控制
   • 支持 SPI 接口，最高读写频率 35MHz，数字 I/O 电压为 3.3V。
   • 串行通信包含 4 类数据包：12 位 DAC 数据写入、8 位控制寄存器读写、12 位聚焦 DAC 数据写入与 8 位状态寄存器读取同步进行，数据传输从最高有效位（MSB）到最低有效位（LSB）。
3. DC-DC 转换器
   • 包含 2 通道同步降压 DC-DC 转换器，开关频率 2.5MHz，支持不连续调节模式，低电流下效率更高。
   • V1Px 转换器：输出电压可通过引脚选择 1.0V/1.2V/1.5V，最大输出电流 0.9A，过流保护阈值 1.85A。
   • V3P3 转换器：固定输出 3.3V，最大输出电流 0.5A，过流保护阈值 1.15A。
4. 保护功能
   • 热保护（TSD）：12 个温度传感器分别监测不同电路模块，具备 “预警”（130°C）和 “触发”（145°C）两级阈值，温度降至 130°C 时恢复输出。
   • 过流保护（OCP）：针对 DC-DC 转换器、负载驱动、步进电机驱动等 5 类电路模块，设定不同的检测电流与保护保持时间，部分模块触发后需断电重启恢复。
   • 欠压锁定（UVLO）与过压保护（OVP）：监测 A5V、内部 3.3V 等电压，欠压或过压时触发保护，部分场景下输出变为高阻态（Hi-Z）。
   • 执行器温度保护（ACTTIMER）：通过计算线圈电流热量累积，超阈值时将执行器与负载通道设为 Hi-Z，主轴电机强制进入自动短路制动。
5. 其他特性
   • 内置温度计，测量范围 15°C-172.5°C，分辨率 6 位，更新周期 8-12kHz。
   • 包含 2 路软件可控开关电路：LED 驱动器（过流保护 0.1A）、低导通电阻电流开关（过流保护 0.1A）。

二、关键参数

类别	具体参数	说明
电源电压	A5V：4.5V-5.5V；P5V：A5V±0.2V	驱动电路与内部逻辑的供电范围
输出电流	主轴电机：最大连续电流 0.7A（不含热问题）；滑动电机：峰值电流 0.8A；聚焦 / 跟踪 / 倾斜执行器：峰值电流 1.5A	不同电机的电流限制
工作温度	-20°C-75°C	正常工作的环境温度范围
封装	HTSSOP（56 引脚）	尺寸 14.00mm×6.10mm，具备裸露热焊盘以优化散热
ESD 防护	人体放电模型（HBM）±2000V；带电器件模型（CDM）±500V	静电放电防护能力

三、应用场景

主要用于光学磁盘驱动器相关设备，包括 Blu-ray™播放器、DVD 播放器、CD 播放器及各类光学磁盘驱动器（ODD），尤其适配超薄或超超薄型 ODD。

四、使用要点

1. 电源启动序列
   • 需先供应 5V 电源（A5V/P5V），待电压稳定后再输入控制信号。
   • DC-DC 转换器启动序列通过 SWR_SEQ1、SWR_SEQ2 引脚选择，支持 V1Px 与 V3P3 同时启动或先后启动，软启动时间约 0.8ms 以限制冲击电流。
2. 寄存器操作
   • 所有寄存器在 XRESET 释放后处于写保护状态，需先将 REG76 寄存器的 WRITE_ENABLE 位设为 1，才能写入其他寄存器。
   • DAC 寄存器（12 位，只写）与控制寄存器（8 位，读写）需按特定格式配置，部分寄存器支持复位操作以清除故障标志或初始化参数。
3. 布局与外部元件
   • 电源引脚（如 P5V_1、P5V_2、P5V_SW）需连接 10μF 去耦电容，A5V 引脚需连接 1μF 滤波电容，以降低 PWM 开关噪声。
   • DC-DC 转换器需外接电感（推荐 1.5μH）与电容（推荐 10μF），反馈线路（FB1PX、FB3P3）应尽量短，电感靠近芯片放置。