Texas Instruments TPS92642-Q1红外LED驱动器是一款单片同步总线LED驱动器，可在5.5V至36V输入电压范围内运行。该器件具有自适应导通时间控制，开关频率设置在100kHz至2.2MHz之间，接近恒定。TPS92642-Q1高性能LED驱动器可以使用模拟或PWM调光技术独立调制LED电流。该驱动器包含一个内部脉冲监控电路，可限制最大脉冲占空比。该TPS92642-Q1器件符合AEC-Q100标准，适合汽车应用。TPS92642-Q1 LED驱动器用于驱动器监控系统（DMS）、IR LED和激光驱动器。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS92642-Q1红外LED驱动器数据手册.pdf

TPS92642-Q1红外LED驱动器设有高级诊断和故障保护功能，具有逐周期开关电流限制、自举欠压、LED开路、LED短路和热关断功能。该驱动器以40V容差运行，支持400ms持续时间内的负载转储。TPS92642-Q1驱动器适合实施降压LED驱动器拓扑。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准：
  • -40°C至125°C环境工作温度等级1
  • 设备HBM分类级别H1C
  • 设备CDM分类级别C5
• 支持功能安全
  • 可提供文档，协助功能安全系统设计
• 输入电压范围：5.5V到36V
  • 启动后工作电压低至5.15V
• 高达5A脉冲输出电流，精度为4%
• 自适应导通时间电流控制：
  • 低失调高侧电流检测放大器
• 可编程开关频率范围：100kHz至2.2MHz
• 高级调光操作：
  • 1000:1精密PWM调光
  • 15:1精密模拟调光
• 内部最大占空比限制
• 逐周期开关过流保护
• 开漏故障指示器输出
• LED短路、开路和电缆线束故障指示
• 热关断保护

典型降压LED驱动器应用原理图

方框图

德州仪器TPS92642-Q1汽车级同步降压红外LED驱动器技术解析

一、关键特性与优势

1. 汽车级可靠性

• AEC-Q100 Grade 1认证(-40°C至125°C)
• 功能安全能力文档支持
• 40V负载突降耐受能力(持续400ms)

2. 精确的电流控制

• 采用自适应导通时间电流控制架构
• 集成低偏移高端电流检测放大器
• 全温度范围内LED电流精度±4%

3. 灵活的调光功能

• 1000:1 PWM调光范围
• 15:1模拟调光范围
• 支持最小10μs PWM脉冲宽度

4. 全面的保护功能

• 开关过流保护(逐周期限流)
• LED短路/开路检测
• 热关断保护(175°C阈值)
• 可编程输入欠压锁定(UVLO)

二、工作原理与系统架构

1. 控制架构

TPS92642-Q1采用基于电感谷值电流检测的自适应导通时间平均电流模式控制。这种控制技术通过以下机制工作：

• 通过外部电阻(RON)设置伪固定开关频率(100kHz至2.2MHz)
• 内部高速比较器监测电感电流谷值
• 误差放大器调节谷值阈值电压以维持平均电流

2. 关键电路模块

1. ‌内部稳压器‌：产生5V VCC偏置电源，具有200mV滞回的UVLO保护
2. ‌栅极驱动电路‌：集成自举二极管，需外接100nF自举电容
3. ‌误差放大器‌：跨导450μA/V，带宽3MHz
4. ‌脉冲限制电路‌：通过PLMT引脚外接电容设置最大占空比(典型13.6%)

三、典型应用方案

1. 驾驶员监控系统(DMS)

• 驱动850nm/940nm红外LED阵列
• 支持高动态范围PWM调光(1000:1)
• 符合ASIL-B功能安全要求

2. 激光雷达系统

• 高峰值电流驱动(5A脉冲)
• 快速响应时间(<1μs)
• 精确的占空比控制

3. 夜视系统

• 宽输入电压范围(6V至36V)
• 高效率同步降压拓扑
• 全面的故障诊断功能

四、PCB布局指南

1. ‌功率回路布局‌：
   • 输入电容尽量靠近VIN和PGND引脚
   • 使用短而宽的走线连接SW引脚和电感
   • 保持检测电阻(RCS)走线对称且远离噪声源
2. ‌热设计‌：
   • PowerPAD必须通过多个过孔连接到PCB地平面
   • 建议使用2oz铜厚以提高散热能力
   • 最大结温150°C(需根据应用降额)
3. ‌EMI优化‌：
   • 保持开关节点面积最小化
   • 使用中间层作为完整地平面
   • 敏感信号线(如CSP/CSN)采用差分走线