探索TLD5191IVREG-EVAL評(píng)估板:高效驅(qū)動(dòng)與靈活配置的完美結(jié)合
在汽車電子和LED驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域,一款性能卓越且配置靈活的評(píng)估板往往能為工程師們的設(shè)計(jì)工作帶來(lái)極大的便利。今天,我們就來(lái)深入了解一下英飛凌的TLD5191IVREG-EVAL評(píng)估板,看看它究竟有哪些獨(dú)特之處。
文件下載:Infineon Technologies TLD5191IVREG_EVA評(píng)估板.pdf
一、評(píng)估板概述
TLD5191IVREG-EVAL評(píng)估板是為TLD5191ES芯片量身打造的評(píng)估平臺(tái),該芯片是一款專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的四開關(guān)降壓 - 升壓DC - DC控制器。它具備恒流(LED)和恒壓調(diào)節(jié)功能,采用高功率、高效率的降壓 - 升壓架構(gòu),還集成了用于數(shù)字調(diào)光的PWM引擎,并且在EMC方面進(jìn)行了優(yōu)化,采用了擴(kuò)頻技術(shù)。
這個(gè)評(píng)估板既可以作為降壓 - 升壓LED驅(qū)動(dòng)器使用,也能充當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器,為工程師們提供了多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景。
二、快速上手
(一)作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器的設(shè)置
| 要將評(píng)估板配置為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器,需要對(duì)一些跳線進(jìn)行特定設(shè)置: | 跳線名稱 | 條件 | 含義 |
|---|---|---|---|
| J_PWMI | 閉合 | 啟用嵌入式PWM引擎 | |
| J_DIMM | 閉合 | 啟用嵌入式PWM引擎占空比調(diào)整 | |
| JV1 | 斷開 | 啟用輸出電流調(diào)節(jié) | |
| JV2 | 斷開 | 移除用于恒壓調(diào)節(jié)的輸出大容量電容 | |
| JV3 | 閉合 | 禁用輸出電壓調(diào)節(jié) | |
| JV4 | 斷開 | 禁用輸出電壓調(diào)節(jié) | |
| JV5 | 斷開 | 禁用輸出電壓前饋 | |
| JO2 | 斷開 | 啟用PMOS進(jìn)行PWM調(diào)光 |
具體操作步驟如下:
- 如果打算使用外部PWM信號(hào),打開J_PWMI跳線。
- 連接LED負(fù)載。
- 將12V電源連接到$V{IN}$連接器,此時(shí)藍(lán)色LED應(yīng)亮起,表示$V{NCC}$已存在。
- 通過(guò)$R{SET}$調(diào)整輸出電流$I{out}$(建議大于150mA,以獲得更好的精度和瞬態(tài)響應(yīng))。
- 如果啟用了嵌入式PWM引擎,通過(guò)$R_{PWM}$調(diào)整PWM占空比。
需要注意的是,如果輸出電壓低于6V(例如僅連接一個(gè)LED負(fù)載),建議閉合JO2以繞過(guò)用于PWM調(diào)光的PMOS,避免PMOS上出現(xiàn)過(guò)大的功耗。
(二)嵌入式PWM引擎
嵌入式PWM引擎無(wú)需外部調(diào)光信號(hào)即可提供內(nèi)部PWM信號(hào)。當(dāng)跳線J_PWMI閉合時(shí)啟用該引擎。如果跳線J_DIMM斷開,PWMI引腳偏置為5V,占空比為100%;閉合JDIMM后,可通過(guò)微調(diào)器$R{PWM}$調(diào)整占空比。PWM頻率固定在標(biāo)稱值270Hz。
(三)作為電壓調(diào)節(jié)器的設(shè)置
| 將評(píng)估板配置為電壓調(diào)節(jié)器時(shí),跳線設(shè)置如下: | 跳線名稱 | 條件 | 含義 |
|---|---|---|---|
| J_PWMI | 閉合 | 啟用板載PWMI設(shè)置 | |
| J_DIMM | 斷開 | 將PWMI引腳設(shè)置為5V | |
| JV1 | 閉合 | 禁用輸出電流調(diào)節(jié) | |
| JV2 | 閉合 | 添加用于恒壓調(diào)節(jié)的輸出大容量電容 | |
| JV3 | 斷開 | 啟用輸出電壓調(diào)節(jié) | |
| JV4 | 閉合 | 啟用輸出電壓調(diào)節(jié) | |
| JV5 | 閉合 | 啟用輸出電壓前饋 | |
| J02 | 閉合 | 繞過(guò)PMOS進(jìn)行PWM調(diào)光 |
操作步驟如下:
- 將12V電源連接到$V_{IN}$連接器。
- 將$R_{SET}$微調(diào)器完全順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(100%模擬調(diào)光,可改善瞬態(tài)響應(yīng)和精度)。
- 旋轉(zhuǎn)$R{VOLT}$微調(diào)器以獲得所需的輸出電壓$V{out}$。
- 連接負(fù)載。
值得一提的是,可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)$R{SET}$將輸出電壓從0調(diào)整到滿量程(之前由$R{VOLT}$設(shè)置),但當(dāng)模擬調(diào)光設(shè)置為100%時(shí),可獲得最佳的瞬態(tài)響應(yīng)。
三、工作范圍與特性
(一)工作范圍
TLD5191IVREG-EVAL評(píng)估板效率極高,在環(huán)境溫度$T{A}=25^{circ}C$、輸入電壓$V{IN}=12V$的條件下,無(wú)需散熱片即可輸出高達(dá)60W的功率。不過(guò),該模塊未實(shí)現(xiàn)熱保護(hù)功能,因此當(dāng)輸出功率超過(guò)60W或輸入電壓低于9V時(shí),需要確保適當(dāng)?shù)纳岽胧I崞瑧?yīng)放置在開關(guān)MOSFET下方,并通過(guò)導(dǎo)熱墊與PCB進(jìn)行電氣絕緣。
(二)電氣特性
| 參數(shù) | 符號(hào) | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注/測(cè)試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 輸入電壓 | $V_{IN}$ | 6.2 | 35 | V | EN/INUVLO引腳上的電阻分壓器設(shè)置的最小值 | |
| 輸出電壓 | $V_{OUT}$ | 2.15(LED驅(qū)動(dòng)模式) 6.2(電壓模式) |
41.8(LED驅(qū)動(dòng)模式) 22.5(電壓模式) |
V | LED驅(qū)動(dòng)模式:VFB引腳上的電阻分壓器設(shè)置的最大值(過(guò)壓保護(hù));電壓模式:$R_{VOUT}$微調(diào)器設(shè)置的最大值 | |
| 輸出電流 | $I_{OUT}$ | 150mA(LED驅(qū)動(dòng)模式) 0(電壓模式) |
1500mA(LED驅(qū)動(dòng)模式,通過(guò)改變$R_{SHO}$可達(dá)6A) 6A(電壓模式) |
mA/A | ||
| 輸出功率 | $P_{OUT}$ | 60 | W | $V{IN}$為12V至35V,$T{A}=25^{circ}C$,功率降額曲線見第4章 | ||
| 開關(guān)頻率 | $f_{SW}$ | 385 | kHz | 存在擴(kuò)頻偏差 | ||
| PWM頻率 | $PWM_{freq}$ | 75(外部PWM信號(hào)應(yīng)用) 220(嵌入式PWM引擎啟用) |
275 | 330 | Hz |
(三)效率測(cè)量
在恒流配置(LED驅(qū)動(dòng)器)下進(jìn)行了效率測(cè)量。效率的不連續(xù)性是由控制器從降壓模式切換到降壓 - 升壓模式以及從降壓 - 升壓模式切換到升壓模式引起的。在降壓 - 升壓模式下,所有四個(gè)外部MOSFET都會(huì)進(jìn)行開關(guān)操作,從而增加了總損耗;而在降壓或升壓模式下,只有兩個(gè)外部MOSFET進(jìn)行開關(guān)操作。
| 效率測(cè)量的配置如下: | 配置項(xiàng) | 說(shuō)明 |
|---|---|---|
| EMI濾波器 | 通過(guò)閉合跳線J11和J01繞過(guò) | |
| PMOS調(diào)光 | 通過(guò)閉合跳線J02繞過(guò) | |
| 數(shù)字調(diào)光 | 通過(guò)閉合J_PWMI跳線并斷開J_DIMM跳線將占空比設(shè)置為100% | |
| 模擬調(diào)光 | 通過(guò)$R_{SET}$微調(diào)器將輸出電流設(shè)置為1.5A |
四、物料清單、布局與原理圖
(一)物料清單
評(píng)估板的物料清單詳細(xì)列出了各個(gè)元件的設(shè)計(jì)編號(hào)、值、封裝和數(shù)量,涵蓋了電容、二極管、集成電路、電感、LED、MOSFET、電阻等多種元件。例如,電容C1 - C5等的值為10uF,封裝為C1210;集成電路IC1為TLD5191ES,封裝為TSDSO24。
(二)布局與原理圖
文檔中還提供了評(píng)估板的PCB布局圖(包括頂層視圖、第二層、第三層和底層視圖)以及原理圖,方便工程師們進(jìn)行深入的研究和設(shè)計(jì)參考。
五、總結(jié)
TLD5191IVREG-EVAL評(píng)估板憑借其豐富的功能、靈活的配置和高效的性能,為工程師們?cè)贚ED驅(qū)動(dòng)和電壓調(diào)節(jié)等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)工作提供了強(qiáng)大的支持。無(wú)論是對(duì)于汽車電子應(yīng)用還是其他相關(guān)領(lǐng)域,它都能幫助工程師們快速驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案,提高開發(fā)效率。
各位工程師朋友們,你們?cè)谑褂妙愃圃u(píng)估板的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢?又有哪些獨(dú)特的使用心得呢?歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。
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LED驅(qū)動(dòng)
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