INTEGRATED CIRCUITS
DATA SHEET
TDA5140A
Brushless DC motor drive circuit
Product specification
Supersedes data of March 1992
File under Integrated Circuits, IC02
April 1994
Philips Semiconductors
Philips Semiconductors
Product specification
Brushless DC motor drive circuit
FEATURES
•
Full-wave commutation (using push/pull drivers at the
output stages) without position sensors
•
Built-in start-up circuitry
•
Three push-pull outputs:
– 0.8 A output current (typ.)
– low saturation voltage
– built-in current limiter
•
Thermal protection
•
Flyback diodes
•
Tacho output without extra sensor
•
Position pulse stage for phase-locked-loop control
•
Transconductance amplifier for an external control
transistor.
QUICK REFERENCE DATA
Measured over full voltage and temperature range.
SYMBOL
V
P
V
VMOT
V
DO
I
LIM
Notes
1. An unstabilized supply can be used.
2. V
VMOT
= V
P
; +AMP IN =
−AMP
IN = 0 V; all outputs I
O
= 0 mA.
ORDERING INFORMATION
PACKAGE
EXTENDED TYPE NUMBER
PINS
TDA5140A
TDA5140AT
18
20
PIN POSITION
DIL
SOL
MATERIAL
plastic
plastic
PARAMETER
supply voltage
input voltage to the output
driver stages
drop-out output voltage
current limiting
note 1
note 2
I
O
= 100 mA
V
VMOT
= 10 V; R
O
= 3.9
Ω
CONDITIONS
4
1.7
−
0.7
MIN.
−
−
0.93
0.8
TYP.
GENERAL DESCRIPTION
APPLICATIONS
•
VCR
•
Laser beam printer
•
Fax machine
•
Blower
•
Automotive.
TDA5140A
The TDA5140A is a bipolar integrated circuit used to drive
3-phase brushless DC motors in full-wave mode. The
device is sensorless (saving of 3 hall-sensors) using the
back-EMF sensing technique to sense the rotor position.
MAX.
18
16
1.05
1
V
V
V
A
UNIT
CODE
SOT102
SOT163A
April 1994
2
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
B B B B B B B
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBB BB B BB BB BB B
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBB
BBBBBBBBB
BBBBBBBBB
BBBBBBBBB
BBBBBBBBB
BBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
B
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
B
BBBBBBBBB
BBBBBBBBB
BBBBBBBBB
BBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
April 1994
BLOCK DIAGRAM
Philips Semiconductors
Brushless DC motor drive circuit
Fig.1 Block diagram (SOT102; DIL18).
3
Product specification
TDA5140A
Philips Semiconductors
Product specification
Brushless DC motor drive circuit
PINNING
SYMBOL
MOT1
TEST
n.c.
MOT2
VMOT
PG IN
PG/FG
GND2
V
P
CAP-CD
CAP-DC
CAP-ST
CAP-TI
+AMP IN
−AMP
IN
AMP OUT
MOT3
n.c.
MOT0
GND1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
−
17
18
PIN
DIL18
1
2
PIN
SO20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
driver output 1
test input/output
not connected
driver output 2
input voltage for the output driver stages
DESCRIPTION
TDA5140A
position generator: input from the position detector sensor to the position
detector stage (optional); only if an external position coil is used
position generator/frequency generator: output of the rotation speed and position
detector stages (open collector digital output, negative-going edge is valid)
ground supply return for control circuits
positive supply voltage
external capacitor connection for adaptive communication delay timing
external capacitor connection for adaptive communication delay timing copy
external capacitor connection for start-up oscillator
external capacitor connection for timing
non-inverting input of the transconductance amplifier
inverting input of the transconductance amplifier
transconductance amplifier output (open collector)
driver output 3
not connected
input from the star point of the motor coils
ground (0 V) motor supply return for output stages
April 1994
4
Philips Semiconductors
Product specification
Brushless DC motor drive circuit
TDA5140A
Fig.2 Pin configuration (SOT102; DIL18).
Fig.3 Pin configuration (SOT163A; SO20L).
•
Suitable for use with a wide tolerance, external PG
sensor.
•
Built-in multiplexer that combines the internal FG and
external PG signals on one pin for easy use with a
controlling microprocessor.
•
Uncommitted operational transconductance amplifier
(OTA), with a high output current, for use as a control
amplifier.
FUNCTIONAL DESCRIPTION
The TDA5140A offers a sensorless three phase motor
drive function. It is unique in its combination of sensorless
motor drive and full-wave drive. The TDA5140A offers
protected outputs capable of handling high currents and
can be used with star or delta connected motors. It can
easily be adapted for different motors and applications.
The TDA5140A offers the following features:
•
Sensorless commutation by using the motor EMF.
•
Built-in start-up circuit.
•
Optimum commutation, independent of motor type or
motor loading.
•
Built-in flyback diodes.
•
Three phase full-wave drive.
•
High output current (0.8 A).
•
Outputs protected by current limiting and thermal
protection of each output transistor.
•
Low current consumption by adaptive base-drive.
•
Accurate frequency generator (FG) by using the
motor EMF.
•
Amplifier for external position generator (PG) signal.
April 1994
5