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  • TPS922050/1 具有 PWM/模拟调光功能的 65V 1A/2A 降压 LED 驱动器

    • ZHCSXE7 November   2024 TPS922050 , TPS922051

      PRODUCTION DATA  

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  • TPS922050/1 具有 PWM/模拟调光功能的 65V 1A/2A 降压 LED 驱动器
  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件比较表
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 典型特性
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 自适应关断时间电流模式控制
      2. 7.3.2 设置 LED 电流
      3. 7.3.3 内部软启动
      4. 7.3.4 调光模式
        1. 7.3.4.1 PWM 调光
        2. 7.3.4.2 模拟调光
      5. 7.3.5 故障保护
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 TPS922051D2 24V 输入、2A 输出、4 片式 WLED 驱动器
        1. 8.2.1.1 设计要求
        2. 8.2.1.2 详细设计过程
          1. 8.2.1.2.1 电感器选型
          2. 8.2.1.2.2 输入电容器选型
          3. 8.2.1.2.3 输出电容器选型
          4. 8.2.1.2.4 感测电阻选择
          5. 8.2.1.2.5 其他外部元件选择
        3. 8.2.1.3 应用曲线
      2. 8.2.2 TPS922050D1 48V 输入、1A 输出、12 片式 WLED 驱动器
        1. 8.2.2.1 设计要求
        2. 8.2.2.2 详细设计过程
          1. 8.2.2.2.1 电感器选型
          2. 8.2.2.2.2 输入电容器选型
          3. 8.2.2.2.3 输出电容器选型
          4. 8.2.2.2.4 感测电阻选择
          5. 8.2.2.2.5 其他外部元件选择
        3. 8.2.2.3 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 接收文档更新通知
    2. 9.2 支持资源
    3. 9.3 商标
    4. 9.4 静电放电警告
    5. 9.5 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息
    1. 11.1 封装选项附录
    2. 11.2 卷带包装信息
  13. 重要声明
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Data Sheet

TPS922050/1 具有 PWM/模拟调光功能的 65V 1A/2A 降压 LED 驱动器

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

下载最新的英语版本

1 特性

  • 4.5V 至 65V 宽输入范围
  • LED 共阳极连接
  • 集成的 300mΩ MOSFET：
    • 典型电流限制（1.6A/3.2A）
    • 开关频率（400kHz/1MHz）
  • 高级调光选项：
    • 模拟调光 (200:1)
    • 快速 PWM 调光（50ns 脉冲宽度）
  • 全面保护特性：
    • LED 开路和短路保护
    • 开关 FET 开路和短路保护
    • 外部元件故障保护
    • 逐周期电流限制
    • 热关断
  • 封装：WSON-8、HVSSOP-8、SOT583

2 应用

  • 持续照明：
    • 室内外照明
    • 电器照明
    • 冷/暖 WLED 照明
    • 紧急和标牌照明
    • 安全泛光灯
    • LED 灯泡和灯
    • LCD 背光
  • 即时照明：
    • 机器视觉和摄像头闪光灯
    • 火警和频闪
TPS922050 TPS922051 简化版原理图 简化版原理图

3 说明

TPS92205x 系列是具有 4.5V 至 65V 宽输入范围的 1A/2A 非同步升压或降压/升压 LED 驱动器。通过集成低侧 NMOS 开关，该器件能够以高功率密度和高效率驱动 LED。该系列还支持常见的阳极阳极连接和单层 PCB 设计。开关频率设置为 400kHz 或 1MHz。

TPS92205x 系列通过 DIM 输入引脚支持 PWM 调光，利用简单的高低电平信号进行配置。TPS92205x 系列还通过 DIM 输入引脚支持模拟调光，使用模拟信号进行配置。该器件采用自适应关断时间电流模式控制，结合智能且精确的采样技术，可实现快速的 PWM 调光，并达到高调光比。

TPS92205x 系列还提供多种系统保护，包括 LED 开路和短路保护、开关 FET 开路和短路保护、检测电阻开路和短路、热关断保护。

器件信息
器件型号 封装 本体尺寸（标称值）
TPS922050TPS922051 WSON (8) 2.0mm x 2.0mm
HVSSOP (8) 3.0mm x 3.0mm
TPS922050 SOT583 (8) 2.0mm x 1.2mm
TPS922050 TPS922051 调光线性度和效率 调光线性度和效率

4 器件比较表

器件型号 封装 典型电流限制 开关频率 LED 调光 结温
TPS922051D1DSGR WSON (8) 3A 400kHz PWM -40°C 至 125°C
TPS922051D2DSGR WSON (8) 3A 400kHz 模拟 -40°C 至 125°C
TPS922051D1DGNR HVSSOP (8) 3A 400kHz PWM -40°C 至 125°C
TPS922051D2DGNR HVSSOP (8) 3A 400kHz 模拟 -40°C 至 125°C
TPS922050D1DSGR WSON (8) 1.5A 1MHz PWM -40°C 至 125°C
TPS922050D2DSGR WSON (8) 1.5A 1MHz 模拟 -40°C 至 125°C
TPS922050D1DGNR HVSSOP (8) 1.5A 1MHz PWM -40°C 至 125°C
TPS922050D2DGNR HVSSOP (8) 1.5A 1MHz 模拟 -40°C 至 125°C
TPS922050D1DRLR SOT583 (8) 1.5A 400kHz PWM -40°C 至 125°C
TPS922050D2DRLR SOT583 (8) 1.5A 400kHz 模拟 -40°C 至 125°C

5 引脚配置和功能

TPS922050 TPS922051 8 引脚 WSON顶视图图 5-1 8 引脚 WSON顶视图
TPS922050 TPS922051 8 引脚 HVSSOP顶视图图 5-2 8 引脚 HVSSOP顶视图
TPS922050 TPS922051 8 引脚 SOT583顶视图图 5-3 8 引脚 SOT583顶视图
表 5-1 引脚功能
引脚 类型(1) 说明
名称 WSON 封装 SOP 封装 SOT 封装
GND 1 1 8 G 接地引脚。
VIN 2 2 7 P 输入电源引脚。
DIM 3 3 6 I 适用于 D1 的 PWM 调光引脚。用于 PWM 调光的输入 PWM 信号。适用于 D2 的模拟调光引脚。用于模拟调光的输入模拟信号。
VCC 4 4 5 P 内部 LDO 输出引脚。将一个 16V、1µF 电容器连接到 GND。
COMP 5 5 4 I/O 误差放大器输出。将电容器连接至 GND。不同的电容值决定了不同的软启动时间和带宽。
CSP 6 6 3 I LED 电流检测正极引脚。
CSN 7 7 2 I LED 电流检测负极引脚。
SW 8 8 1 P 开关节点引脚。内部连接到低侧 MOSFET。连接功率电感器和肖特基二极管。
散热焊盘 Y Y 不适用 NC 无连接。
(1) I = 输入，O = 输出，P = 电源，G = 接地

6 规格

6.1 绝对最大额定值

在工作环境温度范围内测得（除非另有说明）(1)
最小值 最大值 单位
引脚 VIN、CSP、CSN、SW 上的电压 -0.3 65 V
引脚 VCC、DIM、COMP 上的电压 -0.3 5.5 V
TJ 结温 -40 125 °C
Tstg 贮存温度 -65 150 °C
(1) 应力超出绝对最大额定值 下面列出的值可能会对器件造成永久损坏。这些仅仅是应力额定值，并不表示器件在这些条件下以及在建议运行条件 以外的任何其他条件下能够正常运行。长时间处于绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。

6.2 ESD 等级

值 单位
V(ESD) 静电放电 人体放电模型 (HBM)，符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 标准(1) ±2000 V
充电器件模型 (CDM)，符合 JEDEC 规范 JESD22-C101(2) ±500
(1) JEDEC 文件 JEP155 规定：500V HBM 可实现在标准 ESD 控制流程下安全生产。
(2) JEDEC 文件 JEP157 规定：250V CDM 可实现在标准 ESD 控制流程下安全生产。

6.3 建议运行条件

在工作环境温度范围内测得（除非另有说明）
最小值 最大值 单位
VIN 电源电压范围 4.5 63 V
VSW 开关节点电压范围 0 63 V
VCSP，VCSN 检测共模电压范围 0 63 V
VVCC LDO 输出电压范围 0 5 V
VDIM 调光电压范围 0 5 V
VCOMP 补偿电容器电压范围 0 5 V
TA 工作环境温度 -40 85 °C

6.4 热性能信息

热指标(1) TPS922050/1 TPS922050/1 TPS922050 单位
WSON HVSSOP SOT
8 引脚 8 引脚 8 引脚
RθJA 结至环境热阻 66.9 47.8 113.1 °C/W
RθJC(top) 结至外壳（顶部）热阻 79.2 74.1 41.9 °C/W
RθJB 结至电路板热阻 31.1 20.4 24.0 °C/W
ψJT 结至顶部特征参数 2.2 4.6 1.0 °C/W
ψJB 结至电路板特征参数 31.1 20.4 23.6 °C/W
(1) 有关新旧热指标的更多信息，请参阅半导体和 IC 封装热指标 应用报告，SPRA953。

6.5 电气特性

除非另外注明，否则本部分规定的电气额定值适用于本文档的所有规格。这些规格可解释为在该产品的使用寿命范围内，不会导致器件参数或功能规格下降的各项条件。TJ = –40°C 至 +125°C，VIN = 7V（除非另有说明）。
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
输入电源
VVIN_UVLO VIN 欠压锁定 上升 VIN 3.0 3.2 3.4 V
下降 VIN 2.8 3.0 3.2 V
迟滞 0.2 V
IOFF 来自 VIN 的 PWM 关断静态电流 VDIM = 0V，器件启用 1.0 1.3 mA
IOP 正常工作电流 400kHz 开关频率 2.3 mA
IOP 正常工作电流 1MHz 开关频率 3.5 mA
VVCC 内部 LDO 输出电压 IVCC = 5mA 5.0 5.15 5.3 V
IVCC_LIM 内部 LDO 输出电流限值 15 20 26 mA
调光
VPWM_L DIM 低电平输入电压 (D1) 0.4 V
VPWM_H DIM 高电平输入电压 (D1) 1.2 V
tPWM_OUT_ON PWM 输出最短导通时间 (D1) 100 ns
tPWM_IN_ON PWM 输入最短导通时间 (D1) 100 ns
VADIM DIM 输入电压范围 (D2) 0 2.2 V
反馈和误差放大器
gM(ea) 跨导增益 VDIM = 2V，VCSP-CSN = 200mV 205 265 325 μA/V
ICOMP 拉电流/灌电流 VDIM = 2V，VCSP-CSN = 200mV ± 200mV ±24 ±40 ±56 µA
VREF CSP-CSN 引脚电压 VDIM = 2V 193 200 207 mV
VREF CSP-CSN 引脚电压 VDIM = 0.2V 18.5 20 21.5 mV
ILEAK_CSP/N CSP+CSN 引脚漏电流 VIN = 60V，VDIM = 2V 48 µA
ILEAK_CSP/N CSP+CSN 引脚漏电流 VIN = 60V，VDIM = 0V 15 µA
功率级
RDSON 开关 FET 导通电阻 VIN ≥ 5V 300 mΩ
tmin_ON 开关 FET 最短导通时间 140 160 ns
tmin_OFF 开关 FET 最短关断时间 140 160 ns
fSW 开关 FET 频率 (TPS922051, TPS922050DRLR) 0.4 MHz
fSW 开关 FET 频率 (TPS922050DSGR, TPS922050DGNR) 1.0 MHz
电流限值
ILIM 开关 FET 逐周期电流限制 (TPS922050) 1.4 1.6 1.8 A
ILIM 开关 FET 逐周期电流限制 (TPS922051) 2.8 3.2 3.6 A
热保护
TTSD 热关断温度 165 °C
迟滞 15 °C

6.6 典型特性

VIN = 24V，LED 数量 = 4，FSW = 400kHz，L = 33µH（除非另有说明）

TPS922050 TPS922051 输出电流与输入电压间的关系图 6-1 输出电流与输入电压间的关系
TPS922050 TPS922051 20kHz PWM 下，D1 PWM 占空比与 CSP-CSN 电压间的关系图 6-3 20kHz PWM 下，D1 PWM 占空比与 CSP-CSN 电压间的关系
TPS922050 TPS922051 VIN UVLO 阈值与结温间的关系图 6-5 VIN UVLO 阈值与结温间的关系
TPS922050 TPS922051 VIN 静态电流与结温间的关系图 6-7 VIN 静态电流与结温间的关系
TPS922050 TPS922051 24V 输入电压、2A 输出电流、20kHz PWM 下的 D1 效率图 6-9 24V 输入电压、2A 输出电流、20kHz PWM 下的 D1 效率
TPS922050 TPS922051 24V 输入电压、2A 输出电流、下的 D2效率图 6-11 24V 输入电压、2A 输出电流、下的 D2效率
TPS922050 TPS922051 输出电流与 LED 计数间的关系图 6-2 输出电流与 LED 计数间的关系
TPS922050 TPS922051 D2 模拟电压与 CSP-CSN 电压间的关系图 6-4 D2 模拟电压与 CSP-CSN 电压间的关系
TPS922050 TPS922051 内部 LDO 输出与结温间的关系图 6-6 内部 LDO 输出与结温间的关系
TPS922050 TPS922051 开关 FET Rdson 与结温间的关系图 6-8 开关 FET Rdson 与结温间的关系
TPS922050 TPS922051 48V 输入电压、2A 输出电流、20kHz PWM 下的 D1 效率图 6-10 48V 输入电压、2A 输出电流、20kHz PWM 下的 D1 效率
TPS922050 TPS922051 48V 输入电压、2A 输出电流、下的 D2效率图 6-12 48V 输入电压、2A 输出电流、下的 D2效率

7 详细说明

7.1 概述

TPS92205x 系列是具有 4.5V 至 65V 宽输入范围的 1A/2A 非同步降压 LED 驱动器。通过集成提供持续电流控制的低侧 NMOS 开关，该器件能够以高功率密度和高效率驱动 LED。该器件还支持共阳极连接和单层 PCB 设计，从而节省连接器、线束和 PCB 的成本。开关频率为 400kHz 或 1MHz。

TPS92205x 系列通过 DIM 输入引脚支持 PWM 调光，利用简单的高低电平信号进行配置。TPS92205x 系列还通过 DIM 输入引脚支持模拟调光，使用模拟信号进行配置。在 PWM 调光模式下，LED 将根据 DIM 输入引脚上的 PWM 输入信号的开关而亮起和熄灭。PWM 调光模式支持低至 50ns 的超窄脉冲宽度。在模拟调光模式下，LED 电流会根据 DIM 输入引脚上输入信号的模拟电压进行调节。该器件采用自适应关断时间电流模式控制，结合智能且精确的采样技术，可实现快速的 PWM 调光，并达到高调光比。补偿带宽可根据系统要求通过外部电容器进行调节。

为了实现安全和保护，这些器件支持全面的系统保护功能，包括 LED 开路和短路保护、开关 FET 开路和短路保护、检测电阻开路和短路、热关断保护。

7.2 功能方框图

TPS922050 TPS922051

7.3 特性说明

 
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