Texas Instruments TPS92629-Q1 40V单通道LED驱动器技术解析

描述

Texas Instruments TPS92629-Q1 40V单通道LED驱动器采用独特的热管理设计,可减少器件温升。TPS92629-Q1是由汽车电池直接供电的线性驱动器,具有宽电压范围,可输出高达250mA的全电流负载。利用外部分流电阻器共享输出电流,耗散驱动器的功率。该器件的全面诊断功能包括led开路、led短路至接地、led短路至电池电路和器件过温保护。模拟调光控制的高精度优化压摆率支持板外长线驱动,并具有更高的电磁兼容性能。Texas Instruments TPS92629-Q1还消除了闪变和残像问题。可通过FAULT引脚的不同电压电平报告多个故障,适用于安全性至关重要的应用。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS92629-Q1 40V单通道LED驱动器数据手册.pdf

特性

  • 符合面向汽车应用的AEC-Q100标准
    • 温度等级1级(-40°C至125°C,T A
  • 宽输入电压范围:4.5V至40V
  • 通过外部分流电阻器实现热共享
  • 低静态电流
    • 关断模式下EN处于低电平时为10uA
    • 故障模式下低电源电流
  • 单通道高精度电流调节
    • 高达250mA的输出通道电流
    • 集成模拟调光和PWM调光控制
    • 在PWM调光模式下,在整个温度范围内的精度为±5%
    • 在模拟调光模式下最大电流20%-100%时,在整个温度范围内的精度为±5%
    • 在模拟调光模式下最大电流10%-20%时,在整个温度范围内的精度为±10%
  • 低压降
    • 最大压降:150 mA时为350 mV
    • 最大压降:250 mA时为500 mV
  • 诊断和保护
    • LED开路,具有自动恢复功能
    • LED对地短路,具有自动恢复功能
    • LED电池短路,具有自动恢复功能
    • 在低压降运行情况下支持诊断并具有可调阈值
    • 具有多故障报告功能的更安全的系统
    • 热关断
  • 工作结温范围:–40°C至150°C

功能框图

线性驱动器

Texas Instruments TPS92629-Q1 40V单通道LED驱动器技术解析

一、产品概述

TPS92629-Q1是德州仪器(TI)推出的汽车级高边线性LED驱动器,具有创新的热共享控制功能。该器件通过AEC-Q100 Grade 1认证,工作温度范围-40°C至125°C,专为汽车照明系统设计。

核心特性亮点‌:

  • 宽输入电压范围‌:4.5V至40V,可直接由汽车电池供电
  • 高精度电流调节‌:±5%精度(PWM调光模式全温度范围)
  • 热共享设计‌:通过外部分流电阻实现功率分散
  • 多重保护机制‌:LED开路/短路保护、热关断等
  • 灵活调光控制‌:支持模拟调光和PWM调光
  • 超低静态电流‌:关断模式下仅10μA

二、关键参数与性能

2.1 电气特性

参数条件最小值典型值最大值单位
输入电压范围-4.5-40V
输出电流---250mA
静态电流关断模式-10-μA
压降电压150mA输出--350mV
压降电压250mA输出--500mV
工作结温--40-150°C

2.2 调光性能

PWM调光模式‌:

  • 频率范围:100Hz至1kHz
  • 占空比范围:1%至100%
  • 精度:±5%(全温度范围)

模拟调光模式‌:

  • 推荐频率:20kHz
  • 占空比范围:10%至100%
  • 精度:
    • ±5%(20%-100%最大电流)
    • ±10%(10%-20%最大电流)

三、功能模块详解

3.1 电流调节系统

TPS92629-Q1采用高边电流检测架构:

  • 通过外部检测电阻R(SNS)设置输出电流
  • 集成误差放大器维持R(SNS)两端电压恒定
  • 计算公式:I(OUT) = V(CS_REG)/R(SNS)
    • V(CS_REG)典型值463.5mV(100%占空比)

3.2 热共享设计

创新性的双输出路径设计:

  • OUT引脚‌:直接连接LED阳极
  • RES引脚‌:通过外部电阻连接LED
  • 电流分配自动优化,优先使用RES路径分流功率
  • 典型应用中使用107Ω分流电阻可分散50%功率

3.3 保护功能

全面的诊断保护机制‌:

  1. LED开路检测‌:
    • 阈值电压:420mV(最大值)
    • 去抖时间:125μs
    • 自动重试电流:1.4mA
  2. 短路保护‌:
    • 短路到地检测阈值:450mV
    • 短路到电池检测
    • 自动恢复功能
  3. 热保护‌:
    • 关断阈值:172°C(典型值)
    • 迟滞:15°C
  4. 欠压锁定‌:
    • 上电复位阈值:3.6V(典型值)
    • 掉电阈值:3.4V(典型值)

四、典型应用设计

4.1 盲点检测指示灯设计

设计参数‌:

  • 输入电压:9-16V
  • LED配置:3颗串联(VF=2.2V典型)
  • 最大电流:100mA

关键元件选型‌:

  1. 检测电阻‌:
    R(SNS) = V(CS_REG)/I(OUT) = 463.5mV/100mA = 4.64Ω
  2. 分流电阻‌:
    R(RES) = (VSUPPLY - VLED)/50%I(OUT)
    = (12V - 6.6V)/50mA = 108Ω → 选用107Ω
  3. 诊断使能电路‌:
    使用70.6kΩ和10kΩ电阻分压,在VSUPPLY<8V时禁用开路检测

4.2 PCB布局指南

  1. 热设计‌:
    • 功率铜箔面积最大化
    • 分流电阻距芯片>20mm
    • 使用多个散热过孔连接各层铜箔
  2. 信号完整性‌:
    • 去耦电容紧邻SUPPLY引脚
    • 检测电阻靠近IN引脚
    • 敏感信号远离高频走线
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