‌TPS92205x系列65V 2A/4A降压LED驱动器技术文档总结

TPS92205x 系列是一款 2A / 4A 非同步降压 LED 驱动器，具有 4.5V 至 65V 宽输入范围。通过集成低侧NMOS开关，该器件能够驱动LED以及为高功率密度和高效率的电池充电。该系列还支持共阳极连接和单层PCB设计。开关频率可配置为100kHz至2.2MHz，并具有可选的扩频功能，以获得更好的EMI性能。
*附件：tps922052.pdf

TPS92205x 系列支持四种调光选项，包括模拟调光、PWM、混合调光和柔性调光。每种调光方法都可以通过PWM和ADIM输入引脚通过简单的高低信号进行配置。该系列采用自适应关断时间电流模式控制以及智能和精确的采样，以实现电感式快速调光（IFD）并实现高调光精度。

TPS92205x 系列还提供多种系统保护，包括 LED 开路和短路、检测电阻开路和短路、可配置的热折返和热关断。一旦检测到任何故障情况，故障输出就会发出确认信号。

特性

• 4.5V 至 65V 宽输入范围
• LED共阳极连接
• 集成 150mΩ MOSFET，具有典型 3A / 6A 电流限制
• 可选开关频率：100kHz至2.2MHz
• 用于TPS922053和TPS922055的扩频
• 高级调光选项：
  • 模拟调光 （256：1）
  • 快速PWM调光（150ns脉冲宽度）
  • 混合和灵活调光（20kHz PWM 时为 2,000：1,4kHz PWM 时为 10,000：1,120Hz PWM 时为 1,000,000：1）
• CC/CV 充电模式
• 完整的保护功能：
  • LED开路和短路保护
  • 开关 FET 开路和短路保护
  • 外部组件故障保护
  • 逐周期电流限制
  • 热关断
  • 故障输出（漏极开路）
• 可配置的热折返曲线
• VSON、WSON 和 SOT23 封装选项

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
TPS92205x系列是德州仪器（TI）推出的非同步降压LED驱动芯片，支持4.5V至65V宽输入电压范围，集成150mΩ MOSFET，提供2A（TPS922052/3）或4A（TPS922054/5）输出电流。主要特性包括：

• ‌高效调光‌：支持模拟调光（256:1）、PWM调光（150ns脉宽）、混合调光（最高1,000,000:1比例）及灵活调光模式。
• ‌保护功能‌：LED开路/短路保护、开关FET保护、热关断、可配置热折返等。
• ‌封装选项‌：VSON-14、WSON-12、SOT-23-THIN-14。

‌2. 关键特性‌

• ‌输入范围‌：4.5V–65V（典型值63V）。
• ‌调光性能‌：
  • 模拟调光：8位分辨率（0.4%步进）。
  • PWM调光：支持20kHz高频，最小脉宽150ns。
  • 混合调光：高亮度区（12.5%–100%）为模拟调光，低亮度区（0%–12.5%）为PWM调光。
• ‌开关频率‌：100kHz–2.2MHz可调（通过FSET引脚配置）。
• ‌热管理‌：可编程热折返曲线（通过TEMP引脚电阻设置阈值温度）。

‌3. 应用场景‌

• ‌恒定照明‌：室内/室外专业照明、医疗手术灯、投影仪等。
• ‌瞬时照明‌：机器视觉、相机闪光灯、消防警报频闪灯。
• ‌电源管理‌：LCD背光、电池充电、TEC控制。

‌4. 功能模块详解‌

• ‌控制架构‌：自适应关断时间电流模式控制，支持快速瞬态响应。
• ‌调光模式配置‌：| 模式 | EN/PWM引脚 | ADIM/HD引脚 |
  | ---------- | ------------ | ------------- |
  | PWM调光 | PWM信号 | 高电平 |
  | 模拟调光 | 高电平 | PWM信号 |
  | 混合调光 | PWM信号 | 低电平 |
  | 灵活调光 | PWM信号 | PWM信号 |

‌5. 保护机制‌

• ‌故障检测‌：LED开路/短路、电流检测电阻异常、过热等，通过FAULT引脚输出低电平报警。
• ‌热保护‌：
  • 热折返：从阈值温度（TTH）开始线性降低输出电流（2%/°C）。
  • 热关断：165°C触发，15°C滞后恢复。

‌6. 典型设计示例‌

• ‌24V输入/4A输出设计‌：
  • 电感：15µH（30%纹波）。
  • 输入电容：68µF电解+22µF陶瓷，纹波<240mV。
  • 输出电容：2.2µF陶瓷，LED电流纹波<210mA。
  • 检测电阻：50mΩ（200mV参考电压）。

‌7. 封装与布局‌

• ‌关键布局建议‌：
  • 缩短SW引脚走线以减少寄生电感。
  • CSP/CSN引脚需平行布线并远离高压开关路径。
  • 热焊盘必须焊接至PCB以优化散热。

‌8. 文档支持‌

• 提供完整引脚定义、电气特性曲线（如效率vs负载）、应用电路图及故障波形示例。

该文档为LED驱动设计提供全面指导，涵盖从选型到保护的完整解决方案。