TPS61162A和TPS61163A：手机背光源的高性能解决方案

在智能手机的设计中，背光源的驱动至关重要，它直接影响着屏幕的显示效果和用户体验。TPS61162A和TPS61163A这两款双通道白光LED（WLED）驱动器，为单节锂离子电池供电的智能手机背光源提供了高度集成的解决方案。下面我们就来详细了解一下这两款驱动器。

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一、产品特性亮点

1. 输入电压与集成MOSFET

TPS61162A和TPS61163A支持2.7V至6.5V的输入电压范围，内置集成了1.5A/40V的MOSFET。这使得它们能够适应多种电源环境，并且在高电压和大电流的情况下稳定工作。

2. 开关频率与电流匹配

1.2MHz的开关频率，有助于减少外部元件的尺寸，提高系统的集成度。同时，两个电流沉能够提供高达30mA的电流，且典型的电流匹配和精度达到1%，确保了LED的亮度一致性。

3. 过压保护与自适应输出

两款驱动器分别提供26.5V（TPS61162A）和37.5V（TPS61163A）的过压保护（OVP）阈值，有效保护设备免受过压损坏。此外，它们还能自适应地将升压输出调整到WLED的电压，实现极低的电压裕量控制（仅90mV），提高了LED串的效率。

4. 亮度控制与效率

支持灵活的数字和PWM亮度控制，提供了高达100:1的PWM调光比和9位的调光分辨率，能够实现细腻的亮度调节。同时，最高可达90%的效率，有助于延长电池续航时间。

5. 保护功能

内置软启动功能，避免了启动时的电压过冲和浪涌电流；轻载时进入PFM模式，进一步提高效率；还具备过压保护、WLED开路/短路保护和热关断功能，确保了设备的可靠性和稳定性。

二、应用领域广泛

这两款驱动器适用于多种设备，包括智能手机、个人数字助理（PDA）、手持计算机、GPS接收器以及单节电池供电的小型和媒体尺寸LCD显示器的背光源。其高性能和稳定性能够满足不同应用场景的需求。

三、功能详细解析

1. 引脚配置与功能

TPS61162A和TPS61163A采用9引脚DSBGA封装，每个引脚都有特定的功能。例如，ISET引脚用于设置满量程LED电流，IFB1和IFB2引脚为调节电流沉输入引脚，PWM引脚用于PWM调光信号输入等。详细的引脚功能如下表所示：	PIN NUMBER	NAME	I/O	DESCRIPTION
A1	ISET	I	满量程LED电流设置引脚。连接一个电阻到该引脚可设置满量程LED电流。
A2	IFB2	I	调节电流沉输入引脚
A3	IFB1	I	调节电流沉输入引脚
B1	PWM	-	PWM调光信号输入
B2	COMP	O	跨导误差放大器的输出。连接外部电容到该引脚以补偿升压环路。
B3	GND	-	接地
C1	EN	I	启用控制和单线数字信号输入
C2	VIN	I	电源输入引脚
C3	SW	I	内部功率MOSFET的漏极连接

2. 规格参数

• 绝对最大额定值：规定了设备在各种条件下能够承受的最大电压、功率和温度范围。例如，VIN、EN、PWM、IFB1、IFB2引脚的电压范围为 -0.3V至7V，SW引脚的电压范围为 -0.3V至40V等。
• ESD额定值：具备一定的静电放电（ESD）保护能力，人体模型（HBM）为+2000V，充电设备模型（CDM）为+750V，机器模型（MM）最大为200V。
• 推荐工作条件：推荐的输入电压范围为2.7V至6.5V，电感值为4.7µH至10µH，输入电容为1µF，输出电容为1µF至2.2µF等。

3. 详细功能描述

升压转换器

集成了1.5A、40V的低端开关MOSFET，采用传统的电流模式脉冲宽度调制（PWM）控制架构，固定开关频率为1.2MHz。通过调节IFBx引脚的电压，自动设置升压输出，适应LED串的正向电压，降低电流沉调节器的功耗。轻载时自动启用脉冲频率调制（PFM）模式，提高效率。

亮度控制

支持单线数字接口（EasyScale接口）和PWM接口两种亮度控制方式。EasyScale接口通过在EN引脚输入特定的数字信号来实现亮度控制，可节省处理器功率和电池寿命；PWM接口则通过在PWM引脚输入PWM调光信号来控制背光源亮度。

保护功能

• 欠压锁定：当输入电压低于欠压阈值（典型值2.2V）时，设备自动关闭；当输入电压上升超过滞回值时，设备重新启动。
• 过压保护：监控SW引脚和IFBx引脚的电压，当达到过压阈值时，触发保护电路，防止设备因LED串断开或短路而损坏。
• 过流保护：采用逐脉冲过流限制，当电感电流达到电流阈值时，升压开关关闭，保护设备和外部元件。
• 热关断：当结温超过典型值160°C时，内部热关断功能会关闭设备；当结温下降15°C时，设备自动恢复。

四、应用与实现

1. 典型应用电路

TPS61162A和TPS61163A的典型应用电路包括电感、肖特基二极管、补偿电容和输出电容等元件。在设计时，需要根据具体应用选择合适的元件参数。

2. 元件选择

• 电感：电感的选择对电源的稳态运行、瞬态响应、环路稳定性和升压转换器效率有重要影响。推荐使用4.7µH至10µH的电感，同时要确保其额定电流（尤其是饱和电流）大于运行时的峰值电流。
• 肖特基二极管：需要选择低正向电压、高速和低电容的肖特基二极管，以确保最佳效率。推荐使用ONSemi MBR0540、NSR05F40和Vishay MSS1P4等型号。
• 补偿电容：连接在COMP引脚和GND之间的补偿电容C4用于稳定反馈环路，一般选择330nF的陶瓷电容，部分应用也可使用470nF的电容。
• 输出电容：主要用于满足输出纹波和环路稳定性的要求，推荐使用1µF至2.2µF的电容。

3. 布局注意事项

布局对于开关电源的性能至关重要。在布局时，应使用宽而短的走线来处理高电流路径，将输入电容靠近电感、VIN引脚和GND引脚，以减少设备看到的输入纹波。SW引脚的连接应尽可能短而宽，输出电容的接地应靠近GND引脚。同时，信号地和电源地应使用短走线分开，并在靠近GND引脚的单点连接。

五、总结

TPS61162A和TPS61163A作为高性能的双通道WLED驱动器，具有输入电压范围宽、集成度高、亮度控制灵活、保护功能完善等优点，能够为智能手机等设备的背光源提供可靠的解决方案。在实际应用中，工程师需要根据具体需求选择合适的元件参数，并注意布局设计，以确保设备的性能和稳定性。你在使用这两款驱动器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。