‌TPS92601-Q1/TPS92602-Q1 汽车前照灯LED驱动器技术文档总结

TPS9260x-Q1 系列器件是一款单通道和双通道高侧电流 LED 驱动器。该系列器件具有全面的保护和诊断功能，专用于汽车前照明，非常适合汽车前照明。每个独立驱动器的基座是一个峰值电流模式升压控制器。每个控制器都有两个独立的反馈环路，一个带有高侧电流检测分流器的电流反馈环路和一个带有外部电阻分压器网络的电压反馈环路。控制器提供恒定的输出电压或恒定的输出电流。连接的负载决定了器件是调节恒定输出电流（如果电路早于电压设定点达到电流设定点）还是恒定输出电压（如果电路首先达到电压设定点，例如，在开路负载条件下）。
*附件：tps92601-q1.pdf

每个控制器都支持所有典型拓扑，例如升压、升压到电池、SEPIC 或反激式。

高侧 PMOS FET 驱动器的用途是用于 LED 灯串的 PWM 调光，以及在 GND 外部短路时进行切断以保护电路。

特性

• 符合汽车应用标准
• AEC-Q100 符合以下标准：
  • 器件温度等级 1：–40°C 至 125°C 环境工作温度
  • 设备 HBM ESD 分类 2 级
  • 设备 CDM ESD 分类级别 C4B
• 输入电压：4 V–40 V（最大 45 V 绝对值）
• 输出电压：4 V–75 V（最大 80 V 绝对值）
• 具有集成斜率补偿功能的固定频率电流模式控制器
• 两个调节环路，每个通道的恒流输出和恒压输出
• 高侧电流检测：
  • 150 mV 或 300 mV 检测电压（EEPROM 选件）
  • ±6 mV失调（实现约4%或2%的LED电流精度）
• 输出电压检测，内部基准电压源：2.2 V ±5%
• 集成低侧NMOS-FET驱动器：峰值栅极驱动电流典型值0.7 A
• 频率同步
• PWM调光和模拟调光
• 诊断：
  • 高侧电流（LED电流）可作为模拟输出
  • LED 开路和 GND 短路检测
  • 短路输出保护
• 内部欠压和过压锁定

参数

方框图

‌1. 产品概述‌

• ‌型号系列‌：TPS92601-Q1（单通道）、TPS92602-Q1（双通道）LED驱动器，专为汽车前照灯设计，符合AEC-Q100 Grade 1标准（-40°C至125°C工作温度）。
• ‌关键特性‌：
  • 输入电压范围：4V-40V（最大45V），输出电压范围：4V-75V（最大80V）。
  • 集成峰值电流模式控制器，支持升压（Boost）、SEPIC、反激（Flyback）等拓扑。
  • 高边电流检测（150mV/300mV可选），LED电流精度±6mV（约2%-4%精度）。
  • 支持PWM调光和模拟调光（10%-100%范围），诊断功能包括开路/短路检测。

‌2. 功能模块‌

• ‌控制核心‌：固定频率峰值电流控制，内置斜率补偿防止次谐波振荡。
• ‌保护机制‌：
  • ‌欠压/过压锁定‌：输入电压低于3.5V关闭，高于40.7V保护。
  • ‌过热保护‌：结温超过165°C时关闭，145°C恢复。
  • ‌短路保护‌：输出短路至地时关闭PMOS调光FET。
• ‌诊断输出‌（DIAGx引脚）：
  • 开路LED时拉低，短路时拉高，正常工作时输出与LED电流成比例的电压（0.2V-2.85V）。

‌3. 典型应用设计‌

‌ 升压拓扑（Boost） ‌

• ‌设计参数‌：
  • 输入：6V-16V（汽车电池），输出：30V（9颗LED串联），电流1A/通道。
  • 开关频率：600kHz（通过RT引脚电阻设置，20kΩ典型值）。
• ‌关键元件选型‌：
  • ‌电感‌：22µH（如Wurth 74435572200），需满足5.26A饱和电流。
  • ‌整流二极管‌：60V/3A Schottky（如30BQ060PbF），功耗约0.5W。
  • ‌输出电容‌：15µF（3×3.3µF并联），ESR<1.71mΩ。

‌ 升压至电池拓扑（Boost-to-Battery） ‌

• 适用于LED正向电压介于输入电压范围时（如13.2V输出），设计类似升压拓扑，但需调整电感与电容参数。

‌4. 布局与散热建议‌

• ‌PCB布局‌：
  • 分离模拟地（AGND）与功率地（PGND），单点连接。
  • 缩短开关回路路径（输入电容、MOSFET、二极管），减少寄生电感。
  • 高阻抗引脚（如RT、COMP）远离噪声源。
• ‌散热设计‌：
  • 使用PowerPAD™封装，热阻θJA为37°C/W（20引脚）/37.2°C/W（28引脚）。
  • 推荐焊接热焊盘至PCB以优化散热。

‌5. 调试与补偿‌

• ‌环路补偿‌：
  • COMP引脚外接RC网络（如510Ω电阻+0.22µF电容），带宽需低于右半平面零点频率的1/5。
  • 示例：升压拓扑中，f(ZRHP)≈10kHz，交叉频率设为2kHz。

‌6. 版本更新‌

• ‌修订历史‌：
  • 2018年7月更新（Rev E）：优化引脚定义，调整VCC命名一致性。
  • 2015年1月更新（Rev D）：单/双通道功能扩展，ESD评级调整。

‌7. 封装与订购信息‌

• ‌封装选项‌：
  • HTSSOP-20（TPS92601-Q1）和HTSSOP-28（TPS92602-Q1），带裸露焊盘。
• ‌环保认证‌：RoHS兼容，无铅（NIPDAU）镀层。