Texas Instruments TPS92201降压LED驱动器是高效率的1.5A同步降压型驱动器，可在2.5V至5.5V输入电压范围内工作。这些LED驱动器以20kHz至200kHz输入PWM频率运行，可避免可闻噪声。TPS92201器件的保护功能包括LED开路、LED短路、FB电阻器开路、FB电阻器短路和热关断。 这些LED驱动器非常适合测试和测量、电力传输、楼宇自动化、智能家居摄像头、视频门铃、IP摄像头、智能门锁和手电筒。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS92201降压LED驱动器数据手册.pdf

特性

• 输入电压范围：2.5V至5.5V
• 恒定输出电流：1.5A
• 效率最高可达95%
• 0.1μA关断电流
• 220mΩ（高侧）/ 170mΩ（低侧）MOSFET
• 开关占空比：高达100%
• 切换频率：1.5MHz
• 强制PWM模式以实现低输出纹波 (TPS92201)
• 轻负载时实现高效率的省电模式 (TPS92201A)
• 输出电压范围：0.6V至VIN
• 反馈调节电压：100mV
• 高精度模拟调光：1%至100%
• PWM输入频率范围：20kHz至200kHz
• 内部软启动
• 具有过流、LED开路/短路和FB电阻开路/短路的全面保护
• 热关断保护
• 采用WSON-6封装

简化原理图

框图

TPS92201/TPS92201A 降压型LED驱动器技术解析与应用指南

一、核心特性

• ‌宽输入电压范围‌：2.5V至5.5V
• ‌高输出电流能力‌：连续1.5A输出电流
• ‌超高效率‌：最高达95%
• ‌超低静态电流‌：0.1μA关断电流
• ‌双工作模式‌：
  • TPS92201：强制PWM模式(全负载范围低纹波)
  • TPS92201A：轻载自动切换PFM模式(提升轻载效率)
• ‌先进封装‌：2mm×2mm WSON-6或1.6mm×1.6mm SOT563-6

二、关键技术创新

2.1 自适应关断时间控制

采用峰值电流检测的自适应关断时间控制架构，在中等至重载时工作在1.5MHz固定频率PWM模式，轻载时(TPS92201A)自动切换至PFM模式以维持高效率。该技术通过VIN/VOUT比例自动计算最优关断时间，使开关频率在输入电压、输出电压和负载变化时保持相对稳定。

2.2 精确的LED电流控制

• 通过外部FB引脚电阻设置LED电流：ILED = VFB/RSENSE (VFB典型值100mV)
• 支持1%-100%范围的模拟调光
• 兼容20kHz-200kHz PWM调光频率(避免可闻噪声)
• 全温度范围内FB基准电压精度±5%(100%占空比时)

2.3 全面的保护功能

• LED开路/短路保护
• FB电阻开路/短路保护
• 高边开关电流限制(典型值2.16A)
• 热关断保护(150°C触发，10°C迟滞)

三、典型应用设计

3.1 智能家居摄像头IR照明

‌设计要点‌：

1. 元件选型：
   • 输入电容：4.7μF X7R陶瓷电容(0805封装)
   • 输出电容：10μF X7R陶瓷电容
   • 电感：2.2μH功率电感(DCR<100mΩ)
2. 电流设置：
   • RSENSE = 0.25Ω (400mA输出)
3. 调光控制：
   • 使用100kHz PWM信号实现无闪烁调光

‌布局建议‌：

• 输入电容尽量靠近VIN引脚
• FB走线远离SW节点避免噪声耦合
• 热焊盘通过多个0.3mm过孔连接至底层铜箔

3.2 视频门铃白光LED驱动

‌特殊考虑‌：

• 瞬态响应要求：负载阶跃变化300mA时ΔVOUT<5%
• 推荐配置：
  • 输入电压：3.6V(锂离子电池)
  • 输出电流：1A(3颗白光LED串联)
  • 工作模式：TPS92201A(优化轻载效率)

四、性能优化指南

4.1 提高效率的措施

• 选择低DCR电感(推荐<50mΩ)
• 在轻载应用中选择TPS92201A型号
• 优化PCB布局减少寄生电阻：
  • 使用2oz铜厚
  • 关键功率路径线宽≥50mil

4.2 降低输出纹波

• 增加输出电容(最大47μF)
• 在FB引脚添加6.8pF前馈电容
• 选择低ESR陶瓷电容(X7R/X5R介质)

4.3 热管理设计

• 结-环境热阻：
  • WSON-6封装：82.6°C/W
  • SOT563封装：152°C/W
• 改进建议：
  • 增加散热过孔数量(推荐≥8个)
  • 在器件下方布置大面积铜箔
  • 高温环境下降额使用

五、选型指导

型号	工作模式	封装选项	典型应用场景
TPS92201	强制PWM	WSON-6/SOT563	对纹波敏感的应用
TPS92201A	自动PFM/PWM	WSON-6/SOT563	电池供电的轻载应用
TPS92201M	扩展温度版	WSON-6/SOT563	-55°C至125°C工业环境

该系列产品特别适合需要高效率、小尺寸解决方案的LED驱动应用，其创新的控制架构和全面的保护功能为智能家居、安防监控等应用提供了可靠的照明解决方案。