Texas Instruments TPS92643-Q1降压红外LED驱动器具有5.5V至36V宽工作输入电压范围和40V容差，支持400ms负载突降。TPS92643-Q1上实现了基于电感器谷值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在100kHz至2.2MHz范围内设置的近乎恒定的开关频率。闭环反馈和电感器电流检测可在宽输入、输出和环境温度范围内实现优于 ±4%的精度。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS92643-Q1降压红外LED驱动器数据手册.pdf

高性能LED驱动器可使用PWM调光或模拟技术独立调制LED电流。通过设定IADJ电压，可获得超过15:1范围的线性模拟调光范围。通过使用所需占空比直接调制对应的UDIM输入引脚，实现LED电流的PWM调光。该特性还可以通过在APWM上设置模拟电压来实现内部模数至PWM转换。内部PWM发生器通过将外部模拟电压与内部1.4kHz斜坡信号进行比较来转换。

Texas Instruments TPS92643-Q1包含高级诊断与故障保护功能：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6.6mm × 5.1mm热增强型16引脚HTSSOP封装，引线间距为0.65mm。

特性

• 这些器件符合汽车应用类AEC-Q100认证。
  • 1级（-40°C至+125°C环境工作温度范围）
  • 器件HBM分类等级H1C
  • 器件CDM分类等级C5
• 输入电压范围：5.5V至36V
  • 启动后工作电压低至5.15V
• 该器件的连续电流高达3A，精度为4%
• 自适应导通时间电流控制
  • 低偏置高侧电流感应放大器
  • 与几乎任一陶瓷和铝质电容器组合一同工作时可保持稳定
• 可编程开关频率：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
  • 1.4kHz内部模拟输入至PWM占空比转换
• 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

降压LED驱动器应用原理图

TPS92643-Q1汽车级同步降压LED驱动器技术解析

一、产品概述与核心特性

‌TPS92643-Q1‌是德州仪器(TI)专为汽车照明应用设计的同步降压LED驱动器IC，具有以下突出特点：

• ‌宽输入电压范围‌：5.5V至36V工作输入，40V瞬态耐受能力（持续400ms）
• ‌高精度电流控制‌：3A连续输出电流，±4%电流精度（全温度范围）
• ‌先进调光技术‌：
  • 1000:1 PWM调光比
  • 15:1模拟调光范围
  • 1.4kHz内部模拟-PWM转换
• ‌汽车级认证‌：
  • AEC-Q100 Grade 1认证（-40°C至125°C）
  • HBM ESD等级H1C，CDM ESD等级C5
• ‌集成保护功能‌：
  • 逐周期过流保护
  • LED开路/短路诊断
  • 热关断保护（175°C阈值）

二、关键电气参数

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压范围	正常工作	5.5	-	36	V
开关频率范围	RON编程	100	-	2200	kHz
静态电流	非开关状态	-	2	4	mA
高边MOSFET导通电阻	ILED=100mA	-	65	130	mΩ
低边MOSFET导通电阻	ILED=100mA	-	67	130	mΩ
热关断阈值	-	-	175	-	°C

三、架构与工作原理

3.1 自适应导通时间控制

TPS92643-Q1采用创新的‌谷值电流检测自适应导通时间控制‌架构：

1. 高边MOSFET由内部单稳态定时器控制导通时间
2. 导通时间公式：tON = 10⁻¹² × RON × (VCSP/VIN)
3. 谷值比较器检测电感电流下限，触发下次导通
4. 实现近恒定频率的伪固定频率控制

3.2 电流调节环路

• ‌误差放大器‌：跨导450μA/V，带宽3MHz
• ‌电流检测‌：外部电阻RCS检测电感电流
• ‌补偿网络‌：COMP引脚接1-10nF电容实现积分补偿
• ‌参考设置‌：IADJ电压经1/14分压后作为基准

四、调光功能实现

4.1 模拟调光

• 通过IADJ引脚电压(140mV-2.4V)线性调节LED电流
• 计算公式：ILED = VIADJ/(14×RCS)
• 强制连续导通模式(强制CCM)扩展调光范围

4.2 PWM调光

‌两种实现方式‌：

1. ‌直接PWM‌：通过UDIM引脚输入PWM信号
   • 支持200Hz-1.5kHz频率范围
   • 可通过MOSFET或肖特基二极管耦合
2. ‌模拟-PWM转换‌：通过APWM引脚
   • 内部1.5kHz三角波比较
   • 输入1.0-2.45V对应0-100%占空比

五、保护机制详解

5.1 输入保护

• ‌ 欠压锁定(UVLO) ‌：通过UDIM引脚电阻分压设置
  • 典型开启阈值1.27V(上升)
  • 关闭阈值1.12V(下降)
• ‌输入跌落保护‌：阈值2.34V(下降)/2.54V(上升)

5.2 功率级保护

• ‌高边MOSFET限流‌：4.8A典型值
• ‌低边MOSFET限流‌：3.2A典型值
• ‌热关断‌：175°C触发，15°C滞后

5.3 LED故障检测

• ‌开路检测‌：COMP电压超过3.2V时触发FLT
• ‌短路检测‌：CSN电压低于1.5V时触发FLT

六、典型应用设计

6.1 关键元件选型

1. ‌电感选择‌：
   • 计算公式：L = (VIN,MIN - VCSN,MAX) × (VCSN,MAX)/(ΔiL × fSW × VIN,MIN)
   • 推荐值：15-22μH（400kHz开关频率）
2. ‌电流检测电阻‌：
   • 计算公式：RCS = VIADJ/(14 × ILED)
   • 功率要求：P = RCS × ILED²
3. ‌输入/输出电容‌：
   • 输入：10μF陶瓷电容+100nF高频去耦
   • 输出：4.7-10μF X7R陶瓷电容

6.2 PCB布局指南

• ‌功率回路最小化‌：SW节点面积尽可能小
• ‌接地策略‌：
  • 功率地(PGND)与模拟地(AGND)单点连接
  • 底层完整地平面
• ‌敏感信号走线‌：
  • CSP/CSN差分走线，远离噪声源
  • IADJ/APWM走线添加滤波电容

七、汽车照明应用方案

7.1 前照灯系统

• 支持多LED串配置（典型3-6颗LED）
• 集成NTC实现温度折返保护
• 符合汽车负载突降要求

7.2 雾灯驱动

• 高精度电流控制确保亮度一致性
• PWM调光实现动态照明效果
• 故障指示功能简化系统诊断