SABRE-LL-I
Combo motor driver
Preliminary Data
Features
■
■
Configurable device
4 full bridges to generate
– Up 2 DC motor drivers and 1 stepper motor
driver
or
– 4 DC motor drivers
■
Bridges (1 & 2) additional configurations are
– Super DC
– 2 half bridges
– 1 super half bridge
– 2 switches
– 1 super switch
Bridges (3 & 4) additional configurations are:
– Same as bridges 1&2, listed above
– 2 buck regulators (bridge 3)
– 1 super buck regulator
– Battery charger (bridge 4)
One variable voltage buck switching regulator
One switching regulator controller
One linear regulator
Bidirectional serial interface
Programmable watchdog function
Integrated power sequencing and supervisory
functions with fault signaling through serial
interface and external reset pin
Thermal shutdown protection with thermal
warning capability
Very low power dissipation in shut-down mode
(~35 mW)
Device summary
Part number
SABRE-LL-I
TQFP64 exposed pad
■
■
Aux features
–
Operational amplifiers
– Comparators
– Pass switches
– Multi-channels 9 bit ADC
– GPIOs
Description
S.A.B.Re™ (structured architecture of bridges
and regulators) is a new concept of IC in the
motion & power supply field. ST aim is to follow
the S.A.B.Re specification and to offer to the
customer an IC with a wide number of features,
that can be configured and customized: motor
drivers, regulators, high precision A/D converter,
operational amplifiers and voltage comparators.
The start up configuration can be defined by the
GPIOs and then through the serial interface; a
customization can be done through a metal layer
in order to set more complex functions.
■
■
■
■
■
■
■
■
Table 1.
Package
TQFP64
Packing
Tray
November 2007
Rev 1
1/141
www.st.com
1
This is preliminary information on a new product now in development or undergoing evaluation. Details are subject to
change without notice.
Contents
SABRE-LL-I
Contents
1
General description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.1
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2
3
S.A.B.Re’s main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Global specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.1
3.2
Absolute maximum rating specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Operating ratings specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4
Internal supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
V
SupplyInt
regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
V
SupplyInt
specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Charge pump regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
V3v3 regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
V3v3 specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5
Supervisory system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Power on reset (POR) circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
nRESET generation circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
nRESET specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Thermal shut down generation circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
TSD specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6
Watchdog circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6.1
6.2
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Watchdog specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
7
Internal clock oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
7.1
7.2
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Internal clock specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2/141
SABRE-LL-I
Contents
8
Start-up configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Operation modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Basic device mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Slave device mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Master device mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Single device mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Sub-configurations for slave, master or single device modes . . . . . . . . . 29
8.7.1
8.7.2
8.7.3
8.7.4
8.7.5
8.7.6
Bridge mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Primary regulator mode (KP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Regulators mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Simple regulator mode (KT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Bridge+ V
EXT
mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Secondary regulators mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
9
Power sequencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
9.1
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
10
Power saving modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Standby mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Hibernate mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Low power mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
nAWAKE pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
11
Linear main regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
11.1
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
12
Main switching regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
12.1
12.2
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Pulse skipping operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
13
Switching regulator controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
13.1
13.2
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Pulse skipping operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3/141
Contents
SABRE-LL-I
13.3
13.4
13.5
Output equivalent circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Switching regulator controller specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Switching regulator controller application considerations . . . . . . . . . . . . . 45
14
Power bridges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
14.1
14.2
14.3
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Power bridges operating specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Possible configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
14.3.1
14.3.2
14.3.3
14.3.4
14.3.5
14.3.6
14.3.7
Full bridge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Parallel configuration (super bridge) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Half bridge configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Switch configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Bipolar stepper configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Synchronous buck regulator configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Regulation loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
15
AD converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
15.1
15.2
15.3
15.4
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
A2D specification with A2dType=0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
A2D specification with A2dType=1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Voltage divider specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
16
Current DAC circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
16.1
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
17
Operational amplifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
17.1
17.2
17.3
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Operational amplifiers specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Operational amplifiers used as comparators specifications . . . . . . . . . . . 85
18
Low voltage power switches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
18.1
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
19
General purpose PWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
19.1
19.2
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
General purpose PWM generators 1 and 2 (AuxPwm1 and AuxPwm2) . 88
4/141
SABRE-LL-I
Contents
19.3
Programmable PWM generator (GpPwm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
20
Interrupt controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
20.1
20.2
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Interrupt controller monitored signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
21
Digital comparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
21.1
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
22
GPIO pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
22.1
22.2
22.3
22.4
22.5
22.6
22.7
22.8
22.9
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
GPIO[0] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
GPIO[1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
GPIO[2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
GPIO[3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
GPIO[4] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
GPIO[5] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
GPIO[6] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
GPIO[7] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
22.10 GPIO[8] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
22.11 GPIO[9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
22.12 GPIO[10] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
22.13 GPIO[11] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
22.14 GPIO[12] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
22.15 GPIO[13] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
22.16 GPIO[14] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
23
Serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
23.1
23.2
Read transaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Write transaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
24
25
Registers list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Schematic samples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
5/141
工业自动化与控制
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