Texas Instruments TPS92643EVM-204稳压器评估模块 (EVM) 帮助设计人员评估TPS92643-Q1 3.0A降压开关稳压器的运行情况和性能，设计用于大电流LED驱动应用。TPS92643-Q1设计用于控制高亮度发光二极管 (LED)。该器件具有宽输入电压范围 (5.5V至40V)，PWM调光功能、模拟调光功能和输入欠压闭锁保护等特性。它还包括故障检测和内部5V稳压器，能够对板载1.6kHz PMW信号进行占空比控制。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS92643EVM-204稳压器评估模块数据手册.pdf

Texas Instruments TPS92643EVM-204是一款高亮度LED驱动器，设计用于在5.5 V至36 V输入电压范围内工作（标称电压为14 V）。该评估模块的默认输出电流为2.5A（可编程设定为3A），用于大约3V至近 32V LED堆栈，工作频率为440kHz。TPS92643-Q1有助于提供高效率、快速PWM调光和精确的宽范围模拟调光。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准
  • 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C2
• 逐周期开关过流保护
• 标称开关频率
  • 440 kHz 的
• 宽输入电压范围：5.5V至40V
• 自适应导通时间平均电流控制
• LED开路和短路故障监控和报告
• 开关热保护
• 高级调光操作
  • 精密模拟调光
  • 支持外部PWM调光输入

板布局

高精度LED驱动技术：基于TPS92643-Q1的同步降压方案解析

核心器件特性分析

1. 关键性能参数

• ‌宽输入电压范围‌：5.5V至40V，适应汽车电源系统的波动（典型应用14V）
• ‌高精度输出‌：±4%电流精度，支持190mA至3000mA可调输出
• ‌开关频率‌：100kHz至2.2MHz可编程（默认440kHz）
• ‌效率表现‌：峰值效率达96%（14V输入时）

2. 先进控制特性

TPS92643-Q1采用‌自适应导通时间平均电流模式控制‌，具有以下技术优势：

• 支持分流FET调光技术
• 兼容LED矩阵管理器动态光束控制
• 电感电流检测实现闭环反馈
• 集成1.6kHz内部PWM信号（可外部调节）

典型应用方案设计

1. 系统架构设计

基于TPS92643EVM-204评估模块的典型配置：

• ‌输入滤波‌：10μF陶瓷电容组合
• ‌功率级‌：22μH屏蔽电感（Wurth 7443551221）
• ‌开关管‌：集成60V/3A肖特基二极管（B360AM-13-F）
• ‌电流检测‌：50mΩ精密电阻（1%精度）

2. 调光控制实现

提供三种调光方式满足不同应用需求：

‌ 1. 模拟调光（IADJ） ‌

• 电压范围：133mV-2.45V对应190mA-3000mA
• 计算公式：ILED = VIADJ/(14×RCS)
• 支持电阻分压网络配置（如28kΩ+11kΩ组合）

‌2. PWM调光‌

• 通过nExt_PWM测试点控制
• 频率范围：100Hz-20kHz（典型250Hz）
• 调光范围：1%-100%占空比

‌ 3. 模拟PWM控制（APWM） ‌

• 1V对应0%占空比，2.5V对应100%占空比
• 线性控制特性（1.75V=50%占空比）

设计考量与优化建议

1. 热管理设计

• 器件工作温度：-40°C至125°C
• 关键发热元件布局：
  • 开关管（Q1）需保证足够散热
  • 电流检测电阻（0.05Ω/1W）需要铜箔散热
  • 输出二极管（D1）建议使用热焊盘封装

2. 保护电路配置

• ‌输入欠压保护‌：通过UDIM引脚电阻分压设置
• ‌故障检测‌：nFLT引脚提供开路/短路报警
• ‌过流保护‌：逐周期开关管电流限制
• ‌热关断‌：芯片集成温度保护

3. PCB布局要点

• 功率回路最小化（SW节点面积<100mm²）
• 敏感信号隔离：
  • IADJ走线远离开关节点
  • APWM采用屏蔽走线
• 接地策略：
  • 功率地（TP4/TP7）与信号地（TP3）单点连接
  • 使用多层板中间地层

测试验证与性能表现

1. 效率测试数据

输出电流(A)	效率(%)
0.5	92.5
1.0	94.8
2.0	96.0
3.0	95.2

2. 动态响应特性

• PWM调光上升时间：<100μs（1%-99%）
• 负载瞬态响应：<50μs（0.5A-3A阶跃）
• 输出纹波：<50mVpp（全负载范围）

行业应用展望

TPS92643-Q1的高集成度和汽车级认证（AEC-Q100 Grade 1）使其特别适合：

1. ‌自适应前照灯系统‌：通过矩阵控制实现智能光束分布
2. ‌动态转向灯‌：支持动画显示效果
3. ‌车内氛围照明‌：多通道精确调光控制
4. ‌商用车辆照明‌：满足24V电气系统需求