探秘TLD5098EP升壓至電池評(píng)估套件:設(shè)計(jì)與應(yīng)用全解析
在電子工程領(lǐng)域,一款性能卓越的評(píng)估套件對(duì)于工程師們進(jìn)行高效的設(shè)計(jì)和測(cè)試至關(guān)重要。今天,我們就來(lái)深入了解一下TLD5098EP升壓至電池評(píng)估套件,看看它究竟有哪些獨(dú)特之處。
文件下載:Infineon Technologies TLD5098EP_B2B 評(píng)估板.pdf
一、TLD5098EP產(chǎn)品概述
TLD5098EP是一款經(jīng)過(guò)AEC認(rèn)證的DC - DC升壓控制器,專為驅(qū)動(dòng)LED而精心設(shè)計(jì)。它具備內(nèi)置的診斷和保護(hù)功能,并且支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如升壓、降壓、升降壓、SEPIC和反激式拓?fù)洹_@使得它在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中都能展現(xiàn)出出色的性能。
二、評(píng)估板特點(diǎn)
2.1 基本功能與性能
該評(píng)估板適用于采用升壓至電池拓?fù)涞母吖β蔐ED應(yīng)用。默認(rèn)配置為升壓至電池拓?fù)?,且未啟用任何附加功能。在這種配置下,它能夠向負(fù)載提供高達(dá)21W的功率,效率超過(guò)85%。同時(shí),板上還配備了輔助電路,可在接地短路時(shí)保護(hù)DC - DC和負(fù)載。
2.2 可配置特性
評(píng)估板通過(guò)跳線啟用了以下特性:
- 輸出電流調(diào)節(jié)電位器:可對(duì)輸出電流進(jìn)行靈活調(diào)整。
- 功率降額電路:根據(jù)電池電壓情況調(diào)整輸出電流。
- 冷啟動(dòng)生存電路(CCSC):幫助系統(tǒng)在輸入電壓過(guò)低時(shí)維持正常工作。
2.3 性能參數(shù)總結(jié)
| 參數(shù) | 條件 | 值 |
|---|---|---|
| 輸入電源電壓 | 跳線X9置于2 - 3位置(CCSC停用),參數(shù)在6.5V以下會(huì)下降 | 8V至27V(低于6.5V的時(shí)間不超過(guò)2s) |
| 輸入電源電壓 | 跳線X9置于1 - 2位置(CCSC啟用) | 8V至27V(低于3.0V的時(shí)間不超過(guò)2s) |
| 輸出電流 | 跳線X12斷開(kāi) | 1A |
| 開(kāi)關(guān)頻率 | VIN = 13.2V | 400kHz |
| 效率 | 使用7個(gè)白色標(biāo)準(zhǔn)LED(3V @ 1A輸出電流)測(cè)量 | >85% |
| 輸出電壓范圍 | 輸出電壓與正輸入相關(guān) | 16V至23V |
| 輸出過(guò)壓保護(hù) | 輸出電壓與地相關(guān) | 59V |
三、操作步驟
3.1 快速啟動(dòng)
| 評(píng)估板的默認(rèn)配置禁用了所有附加功能,此時(shí)輸出電流無(wú)法調(diào)整。PWM信號(hào)需作為數(shù)字信號(hào)施加在X18上(最大45V)。跳線配置如下: | 跳線編號(hào) | 條件 | 含義 |
|---|---|---|---|
| X9 | 閉合2 - 3 | 禁用CCSC | |
| X10 | 閉合2 - 1 | 禁用電池依賴電流 |
3.2 電流調(diào)節(jié)
| 當(dāng)X10閉合在1 - 2位置且X12閉合時(shí),可使用螺絲刀改變電位器R15的值來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流。輸出電流可在最大輸出電流的0%至100%之間變化(在本評(píng)估板中為0至1A)。移除X12跳線,輸出電流將達(dá)到最大值。PWM信號(hào)施加方式同快速啟動(dòng),跳線配置如下: | 跳線編號(hào) | 條件 | 含義 |
|---|---|---|---|
| X9 | 閉合2 - 3 | 禁用CCSC | |
| X10 | 閉合2 - 1 | 禁用電池依賴電流 | |
| X12 | 閉合 | 啟用可調(diào)輸出電流 |
3.3 功率降額(電池依賴電流)
| 當(dāng)電池電壓降至8V以下時(shí),功率降額功能通過(guò)降低$V{SET}$(從而降低輸出電流)來(lái)工作。當(dāng)R15調(diào)整到最大值時(shí),該功能效果更佳。若需要不同的降額曲線,可更改R14。R14可通過(guò)公式$R14=(R15 + R18) cdotleft(frac{V{BATT}}{1.6}-1right)$計(jì)算,其中$R15 = 10kOmega$,$R18 = 560Omega$。PWM信號(hào)施加方式不變,跳線配置如下: | 跳線編號(hào) | 條件 | 含義 |
|---|---|---|---|
| X9 | 閉合2 - 3 | 禁用CCSC | |
| X10 | 閉合2 - 3 | 啟用電池依賴電流 | |
| X12 | 閉合 | 啟用可調(diào)輸出電流 |
3.4 冷啟動(dòng)生存電路
該功能可幫助系統(tǒng)在輸入電壓降至TLD5098EP的最小輸入電壓4.5V以下時(shí),通過(guò)LV124測(cè)試E11“嚴(yán)重測(cè)試脈沖”。當(dāng)輸入電壓下降時(shí),該電路將輸出電壓反饋給設(shè)備。要激活此功能,將X9閉合在1 - 2位置,其他設(shè)置可按需調(diào)整。需要注意的是,CCSC使用齊納二極管將輸出電壓調(diào)整為TLD5098EP所需的電壓,這可能會(huì)降低效率。
四、電路設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)
4.1 原理圖
評(píng)估板的原理圖包含輸入濾波器、主電源和輸出級(jí)等部分。輸入濾波器可對(duì)輸入電源進(jìn)行濾波處理,主電源負(fù)責(zé)提供主要的功率轉(zhuǎn)換,輸出級(jí)則確保輸出穩(wěn)定的電壓和電流。
4.2 PCB布局
PCB布局的合理性對(duì)于評(píng)估板的性能至關(guān)重要。評(píng)估板提供了頂層和底層的布局視圖,合理的布局有助于減少電磁干擾和提高散熱性能。
4.3 物料清單
物料清單詳細(xì)列出了評(píng)估板上使用的各種元器件,包括電容、電阻、電感、二極管、晶體管等。這些元器件的選擇和參數(shù)直接影響著評(píng)估板的性能。
| 標(biāo)識(shí) | 值 | 制造商 | 制造商訂單號(hào) |
|---|---|---|---|
| C1 - C23、C31、C34 - C35 | 10uF | Murata | GCM32EC71H106KA03 |
| C6、C26、C38 | 100nF | AVX | 06035C104K4Z2A |
| …… | …… | …… | …… |
五、效率測(cè)量與優(yōu)化
5.1 效率測(cè)量
效率測(cè)量是評(píng)估評(píng)估板性能的重要環(huán)節(jié)。在特定條件下進(jìn)行測(cè)量,如使用7個(gè)白色標(biāo)準(zhǔn)LED作為負(fù)載、旁路EMI濾波器、關(guān)閉CCSC等。測(cè)量結(jié)果顯示,評(píng)估板在這些條件下能夠達(dá)到較高的效率。
5.2 效率最大化
若需要實(shí)現(xiàn)最大效率,可采取以下措施:
- 移除由R5和C25組成的緩沖電路,或選擇較低值的電容C25(如470pF)。
- 橋接跳線X1、X14和X16以旁路整個(gè)EMI濾波器。
- 旁路輸出鐵氧體磁珠L(zhǎng)3和L5。
- 更換主電感L6為具有較低寄生直流電阻的電感。
- 將跳線X9置于2 - 3位置以關(guān)閉CCSC。
5.3 電磁干擾最小化
若需要最小化電磁干擾,可考慮以下操作:
- 選擇較高值的電容C25(如2.2nF)。
- 移除跳線X1、X14和X16上的橋接以包含整個(gè)EMI濾波器。
- 將0Ω電阻R8替換為較小值的電阻(如10Ω或22Ω)。
- 更換主電感L6為屏蔽電感,并將屏蔽層接地。
- 使用短導(dǎo)線將CHASSIS端子盡可能靠近測(cè)試接地平面連接。
六、總結(jié)
TLD5098EP升壓至電池評(píng)估套件為電子工程師提供了一個(gè)功能強(qiáng)大、靈活可配置的測(cè)試平臺(tái)。通過(guò)合理的跳線配置和元器件選擇,工程師們可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求對(duì)評(píng)估板進(jìn)行調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)最佳的性能表現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用中,我們需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求和測(cè)試結(jié)果,綜合考慮效率、電磁干擾等因素,對(duì)評(píng)估板進(jìn)行優(yōu)化。大家在使用這款評(píng)估套件的過(guò)程中,有沒(méi)有遇到過(guò)什么有趣的問(wèn)題或者獨(dú)特的解決方案呢?歡迎在評(píng)論區(qū)分享。
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