德州仪器TPS92633-Q1三通道高侧LED驱动器技术解析

描述

Texas Instruments TPS92633/TPS92633-Q1汽车三通道高侧LED驱动器采用独特的热管理设计,可降低器件上的温升。TPS92633-Q1是一款直接由汽车电池供电的线性驱动器,具有大电压变化,每通道输出满电流负载高达150mA。利用外部分流电阻器共享输出电流,耗散驱动器的功率。TPS92633-Q1还可驱动LED单元和非板载亮度分档电阻器,简化制造过程,降低整体系统成本。其全面诊断功能包括LED开路、LED对地短路和单LED短路检测。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS92633,TPS92633-Q1三通道高侧LED驱动器数据手册.pdf

特性

  • 符合汽车应用类AEC-Q100标准 (TPS 92633-Q1)
    • 温度等级1 T A :-40°C至125°C (TPS92633-Q1)
  • 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
  • 故障模式下低电源电流
  • 三个高精度电流调节
    • 每个通道高达150mA电流输出
    • 整个温度范围上5%的输出精度
    • 通过电阻器独立设置电流
    • 独立PWM引脚,用于亮度控制
    • 支持非板载亮度分档电阻器
    • 支持外部NTC,用于电流降额
  • 低压差电压
    • 最大压降:600mV(150mA时)
  • 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
    • 单LED短路检测,具有自动恢复功能
    • 诊断使能具有可调阈值
    • 故障总线可配置为单失效-全失效或者仅失效通道关闭 (N-1)
    • 热关断
  • 工作结温范围:–40°C至150°C

功能框图

热管理设计

德州仪器TPS92633-Q1三通道高侧LED驱动器技术解析

一、产品概述

TPS92633-Q1是德州仪器(TI)推出的一款专为汽车应用设计的三通道高侧LED驱动器,具有热共享和板外分档功能。该器件符合AEC-Q100汽车级认证标准,工作温度范围覆盖-40°C至125°C(环境温度)和-40°C至150°C(结温),适用于严苛的汽车环境。

主要特性‌:

  • 宽输入电压范围:4.5V至40V
  • 每通道输出电流高达150mA,精度±5%
  • 通过外部电阻实现热共享
  • 支持板外亮度分档电阻
  • 支持外部NTC实现电流降额
  • 全面的诊断和保护功能

二、关键功能详解

1. 热管理设计

TPS92633-Q1采用创新的热管理架构,通过外部电阻(RESx)将部分功率耗散从器件转移出去。每个通道提供两个电流输出路径(OUTx和RESx),系统会动态调节两个路径的电流分配:

  • 当输入输出电压差较大时,大部分电流通过RESx路径输出
  • 当电压裕度较小时,电流主要通过OUTx路径输出

这种设计显著降低了器件本身的温升,图7-3和图7-4展示了不同供电电压下的电流分配和功率耗散情况。

2. 调光控制

提供两种调光方式:

PWM调光‌:

  • 三路独立PWM控制(PWM1/2/3)
  • 支持200Hz至1kHz频率范围
  • 1%-100%占空比调节
  • 典型上升/下降延迟2-5μs(图7-5)

电源调光‌:
通过SUPPLY电压的开关控制实现调光,可配合电阻分压网络设置精确的开启阈值电压。

三、诊断与保护功能

TPS92633-Q1集成了全面的诊断保护电路:

  1. LED开路检测‌:
    • 上升阈值:300mV(典型)
    • 下降阈值:450mV(典型)
    • 去抖时间:125μs
  2. LED短路保护‌:
    • 对地短路检测
    • 单LED短路检测(通过SLS_REF引脚配置)
    • 自动恢复功能
  3. 故障总线(FAULT) ‌:
    支持"一损俱损"(one-fails-all-fail)或"仅关闭故障通道"(N-1)两种配置模式,可与其他TI LED驱动器协同工作。
  4. 热保护‌:
    • 热关断阈值:172°C(典型)
    • 滞后:15°C

四、典型应用

  1. 汽车外部照明‌:
    • 尾灯、高位刹车灯、侧标志灯
    • 门把手灯、盲点检测指示灯、充电口照明
  2. 汽车内部照明‌:
    • 顶棚控制台、阅读灯
  3. 通用LED驱动应用

典型应用电路如图7-1和图7-2所示,关键设计要点包括:

  • 每个OUTx引脚建议配置10nF陶瓷电容
  • IREF引脚配置12.3kΩ电阻和1nF电容
  • 功率走线需足够宽以减小压降
  • 热设计需考虑RESx电阻的功率耗散
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