探索TLD5191IVREG-EVAL評估板:高效驅動與靈活配置的完美結合
在汽車電子和LED驅動等領域,一款性能卓越且配置靈活的評估板往往能為工程師們的設計工作帶來極大的便利。今天,我們就來深入了解一下英飛凌的TLD5191IVREG-EVAL評估板,看看它究竟有哪些獨特之處。
文件下載:Infineon Technologies TLD5191IVREG_EVA評估板.pdf
一、評估板概述
TLD5191IVREG-EVAL評估板是為TLD5191ES芯片量身打造的評估平臺,該芯片是一款專為汽車應用設計的四開關降壓 - 升壓DC - DC控制器。它具備恒流(LED)和恒壓調節功能,采用高功率、高效率的降壓 - 升壓架構,還集成了用于數字調光的PWM引擎,并且在EMC方面進行了優化,采用了擴頻技術。
這個評估板既可以作為降壓 - 升壓LED驅動器使用,也能充當電壓調節器,為工程師們提供了多樣化的應用場景。
二、快速上手
(一)作為LED驅動器的設置
| 要將評估板配置為LED驅動器,需要對一些跳線進行特定設置: | 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引擎占空比調整 | |
| JV1 | 斷開 | 啟用輸出電流調節 | |
| JV2 | 斷開 | 移除用于恒壓調節的輸出大容量電容 | |
| JV3 | 閉合 | 禁用輸出電壓調節 | |
| JV4 | 斷開 | 禁用輸出電壓調節 | |
| JV5 | 斷開 | 禁用輸出電壓前饋 | |
| JO2 | 斷開 | 啟用PMOS進行PWM調光 |
具體操作步驟如下:
- 如果打算使用外部PWM信號,打開J_PWMI跳線。
- 連接LED負載。
- 將12V電源連接到$V{IN}$連接器,此時藍色LED應亮起,表示$V{NCC}$已存在。
- 通過$R{SET}$調整輸出電流$I{out}$(建議大于150mA,以獲得更好的精度和瞬態響應)。
- 如果啟用了嵌入式PWM引擎,通過$R_{PWM}$調整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LED負載),建議閉合JO2以繞過用于PWM調光的PMOS,避免PMOS上出現過大的功耗。
(二)嵌入式PWM引擎
嵌入式PWM引擎無需外部調光信號即可提供內部PWM信號。當跳線J_PWMI閉合時啟用該引擎。如果跳線J_DIMM斷開,PWMI引腳偏置為5V,占空比為100%;閉合JDIMM后,可通過微調器$R{PWM}$調整占空比。PWM頻率固定在標稱值270Hz。
(三)作為電壓調節器的設置
| 將評估板配置為電壓調節器時,跳線設置如下: | 跳線名稱 | 條件 | 含義 |
|---|---|---|---|
| J_PWMI | 閉合 | 啟用板載PWMI設置 | |
| J_DIMM | 斷開 | 將PWMI引腳設置為5V | |
| JV1 | 閉合 | 禁用輸出電流調節 | |
| JV2 | 閉合 | 添加用于恒壓調節的輸出大容量電容 | |
| JV3 | 斷開 | 啟用輸出電壓調節 | |
| JV4 | 閉合 | 啟用輸出電壓調節 | |
| JV5 | 閉合 | 啟用輸出電壓前饋 | |
| J02 | 閉合 | 繞過PMOS進行PWM調光 |
操作步驟如下:
- 將12V電源連接到$V_{IN}$連接器。
- 將$R_{SET}$微調器完全順時針旋轉(100%模擬調光,可改善瞬態響應和精度)。
- 旋轉$R{VOLT}$微調器以獲得所需的輸出電壓$V{out}$。
- 連接負載。
值得一提的是,可以通過旋轉$R{SET}$將輸出電壓從0調整到滿量程(之前由$R{VOLT}$設置),但當模擬調光設置為100%時,可獲得最佳的瞬態響應。
三、工作范圍與特性
(一)工作范圍
TLD5191IVREG-EVAL評估板效率極高,在環境溫度$T{A}=25^{circ}C$、輸入電壓$V{IN}=12V$的條件下,無需散熱片即可輸出高達60W的功率。不過,該模塊未實現熱保護功能,因此當輸出功率超過60W或輸入電壓低于9V時,需要確保適當的散熱措施。散熱片應放置在開關MOSFET下方,并通過導熱墊與PCB進行電氣絕緣。
(二)電氣特性
| 參數 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注/測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 輸入電壓 | $V_{IN}$ | 6.2 | 35 | V | EN/INUVLO引腳上的電阻分壓器設置的最小值 | |
| 輸出電壓 | $V_{OUT}$ | 2.15(LED驅動模式) 6.2(電壓模式) |
41.8(LED驅動模式) 22.5(電壓模式) |
V | LED驅動模式:VFB引腳上的電阻分壓器設置的最大值(過壓保護);電壓模式:$R_{VOUT}$微調器設置的最大值 | |
| 輸出電流 | $I_{OUT}$ | 150mA(LED驅動模式) 0(電壓模式) |
1500mA(LED驅動模式,通過改變$R_{SHO}$可達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 | ||
| 開關頻率 | $f_{SW}$ | 385 | kHz | 存在擴頻偏差 | ||
| PWM頻率 | $PWM_{freq}$ | 75(外部PWM信號應用) 220(嵌入式PWM引擎啟用) |
275 | 330 | Hz |
(三)效率測量
在恒流配置(LED驅動器)下進行了效率測量。效率的不連續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,所有四個外部MOSFET都會進行開關操作,從而增加了總損耗;而在降壓或升壓模式下,只有兩個外部MOSFET進行開關操作。
| 效率測量的配置如下: | 配置項 | 說明 |
|---|---|---|
| EMI濾波器 | 通過閉合跳線J11和J01繞過 | |
| PMOS調光 | 通過閉合跳線J02繞過 | |
| 數字調光 | 通過閉合J_PWMI跳線并斷開J_DIMM跳線將占空比設置為100% | |
| 模擬調光 | 通過$R_{SET}$微調器將輸出電流設置為1.5A |
四、物料清單、布局與原理圖
(一)物料清單
評估板的物料清單詳細列出了各個元件的設計編號、值、封裝和數量,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,方便工程師們進行深入的研究和設計參考。
五、總結
TLD5191IVREG-EVAL評估板憑借其豐富的功能、靈活的配置和高效的性能,為工程師們在LED驅動和電壓調節等領域的設計工作提供了強大的支持。無論是對于汽車電子應用還是其他相關領域,它都能幫助工程師們快速驗證設計方案,提高開發效率。
各位工程師朋友們,你們在使用類似評估板的過程中遇到過哪些問題呢?又有哪些獨特的使用心得呢?歡迎在評論區分享交流。
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