探索TLD5191IVREG-EVAL評估板：高效驅(qū)動與靈活配置的完美結(jié)合
探索TLD5191IVREG-EVAL評估板：高效驅(qū)動與靈活配置的完美結(jié)合
在汽車電子和LED驅(qū)動等領(lǐng)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(shè)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(yīng)用設(shè)計的四開關(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方面進行了優(yōu)化，采用了擴頻技術(shù)。
這個評估板既可以作為降壓 - 升壓LED驅(qū)動器使用，也能充當電壓調(diào)節(jié)器，為工程師們提供了多樣化的應(yīng)用場景。
二、快速上手
（一）作為LED驅(qū)動器的設(shè)置
| 要將評估板配置為LED驅(qū)動器，需要對一些跳線進行特定設(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進行PWM調(diào)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(yīng)亮起，表示$V{NCC}$已存在。
- 通過$R{SET}$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$R_{PWM}$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LED負載），建議閉合JO2以繞過用于PWM調(diào)光的PMOS，避免PMOS上出現(xiàn)過大的功耗。
（二）嵌入式PWM引擎
嵌入式PWM引擎無需外部調(diào)光信號即可提供內(nèi)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(diào)器$R{PWM}$調(diào)整占空比。PWM頻率固定在標稱值270Hz。
（三）作為電壓調(diào)節(jié)器的設(shè)置
| 將評估板配置為電壓調(diào)節(jié)器時，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PMOS進行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$V{out}$。
- 連接負載。
值得一提的是，可以通過旋轉(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），但當模擬調(diào)光設(shè)置為100%時，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，無需散熱片即可輸出高達60W的功率。不過，該模塊未實現(xiàn)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?shù)纳岽胧?。散熱片?yīng)放置在開關(guān)MOSFET下方，并通過導(dǎo)熱墊與PCB進行電氣絕緣。
（二）電氣特性
| 參數(shù) | 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(shè)置的最小值 | |
| 輸出電壓 | $V_{OUT}$ | 2.15（LED驅(qū)動模式） 6.2（電壓模式） |
41.8（LED驅(qū)動模式） 22.5（電壓模式） |
V | LED驅(qū)動模式：VFB引腳上的電阻分壓器設(shè)置的最大值（過壓保護）；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)動模式） 0（電壓模式） |
1500mA（LED驅(qū)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(guān)頻率 | $f_{SW}$ | 385 | kHz | 存在擴頻偏差 | ||
| PWM頻率 | $PWM_{freq}$ | 75（外部PWM信號應(yīng)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(qū)動器）下進行了效率測量。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，所有四個外部MOSFET都會進行開關(guān)操作，從而增加了總損耗；而在降壓或升壓模式下，只有兩個外部MOSFET進行開關(guān)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(diào)光 | 通過閉合跳線J02繞過 | |
| 數(shù)字調(diào)光 | 通過閉合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$R_{SET}$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
評估板的物料清單詳細列出了各個元件的設(shè)計編號、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(shè)計參考。
五、總結(jié)
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(qū)動和電壓調(diào)節(jié)等領(lǐng)域的設(shè)計工作提供了強大的支持。無論是對于汽車電子應(yīng)用還是其他相關(guān)領(lǐng)域，它都能幫助工程師們快速驗證設(shè)計方案，提高開發(fā)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(qū)分享交流。
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