‌TPS92643-Q1 汽车级3A同步降压LED驱动器技术文档总结

TPS92643-Q1是一款单片同步降压LED驱动器，具有5.5V至36V的宽工作输入电压范围和40V容差，支持400ms的负载突降。TPS92643-Q1 实现了基于电感谷电流检测的自适应导通时间平均电流模式控制。自适应导通时间控制提供近乎恒定的开关频率，可在 100 kHz 和 2.2 MHz 之间设置。电感电流检测和闭环反馈可在宽输入、输出和环境温度下实现优于 ±4% 的精度。
*附件：tps92643-q1.pdf

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。通过设置IADJ电压，可获得范围超过15：1的线性模拟调光范围。LED电流的PWM调光是通过直接调制具有所需占空比的UDIM输入引脚或将模拟电压设置为APWM以实现内部模数到PWM转换来实现的。内部PWM发生器通过将外部模拟电压与内部1.4 kHz斜坡信号进行比较来转换外部模拟电压。

TPS92643-Q1 集成了先进的诊断和故障保护功能，包括：逐周期开关电流限制、自举欠压、LED 开路、LED 短路和热关断。

TPS92643-Q1 采用 6.6 mm × 5.1 mm 热增强型 16 引脚 HTSSOP 封装，引线间距为 0.65 mm。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用
  • 1 级：–40°C 至 125°C 环境工作温度
  • 设备 HBM 分类等级 H1C
  • 设备 CDM 分类级别 C5
• 功能安全功能
  • 可用于帮助功能安全系统设计的文档
• 输入电压范围：5.5 V 至 36 V
  • 启动后工作电压低至 5.15 V
• 高达 3A 的连续电流，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
  • 与陶瓷和铝电容器的任意组合保持稳定
• 可编程开关频率范围为 100 kHz 至 2.2 MHz
• 先进的调光作
  • 1000：1 精密 PWM 调光
  • 15：1 精密模拟调光
  • 1.4kHz 内部模拟输入至 PWM 占空比转换
• 逐周期开关过流保护
• 漏极开路故障指示器输出
  • LED短路、开路和线束故障指示
• 热关断保护

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌汽车级认证‌：符合AEC-Q100 Grade 1标准（-40°C至125°C工作温度），具备HBM H1C和CDM C5级ESD防护。
• ‌宽输入电压范围‌：5.5V至36V（启动后支持低至5.15V）。
• ‌高精度输出‌：3A连续输出电流，精度±4%。
• ‌控制模式‌：自适应导通时间电流控制，兼容陶瓷/铝电解电容。
• ‌调光功能‌：
  • PWM调光（1000:1精度）
  • 模拟调光（15:1精度）
  • 内部1.4kHz模拟转PWM转换
• ‌保护机制‌：
  • 逐周期开关过流保护
  • LED短路/开路诊断
  • 热关断保护（175°C阈值）

‌2. 应用场景‌

• 汽车前照灯（头灯、雾灯）LED驱动模块。

‌3. 关键功能描述‌

• ‌拓扑结构‌：同步降压架构，集成高低侧MOSFET，支持负载突降（40V耐受400ms）。
• ‌频率调节‌：通过外部电阻（RON）编程开关频率（100kHz至2.2MHz）。
• ‌电流检测‌：高精度差分电流检测放大器（±4%全温度范围精度）。
• ‌调光控制‌：支持外部PWM信号（UDIM引脚）或内部模拟转PWM（APWM引脚）。
• ‌故障诊断‌：开漏FLT引脚指示短路/开路/过热故障。

‌4. 封装与引脚‌

• ‌封装‌：16引脚HTSSOP（6.6mm × 5.1mm），带PowerPAD散热焊盘。
• ‌关键引脚功能‌：
  • ‌SW‌（引脚1-2）：开关节点
  • ‌IADJ‌（引脚5）：模拟调光输入（140mV-2.4V）
  • ‌UDIM‌（引脚12）：PWM调光/输入欠压保护
  • ‌FLT‌（引脚9）：故障指示输出

‌5. 设计要点‌

• ‌电感选择‌：需满足最小8mV电流检测纹波要求。
• ‌输出电容‌：推荐低ESR陶瓷电容以降低LED电流纹波。
• ‌布局建议‌：
  • 输入电容靠近VIN/PGND引脚
  • 差分布线CSP/CSN引脚以减少噪声
  • 紧凑开关节点布局以降低EMI

‌6. 保护机制详解‌

• ‌输入欠压保护‌：通过UDIM引脚电阻分压编程阈值。
• ‌过流保护‌：高侧（4.8A）和低侧（3.2A）逐周期限流。
• ‌热关断‌：175°C触发，160°C恢复。

‌7. 典型性能曲线‌

• 效率可达96%（3A输出时）。
• 支持快速PWM调光响应（微秒级边缘时间）。

‌8. 文档支持‌

• 提供完整的引脚定义、电气特性表格及典型应用电路图（如图8-2）。
• 包含详细的布局示例（图10-1）和EMI优化指南。

该文档为汽车LED驱动设计提供全面的技术参考，涵盖器件选型、电路设计及故障排查的关键参数与方法。