ZHDS004 December   2025 TPS99002S-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1  绝对最大额定值
    2. 5.2  ESD 等级
    3. 5.3  建议运行条件
    4. 5.4  热性能信息
    5. 5.5  电气特性 — 跨阻放大器参数
    6. 5.6  电气特性 — 数模转换器
    7. 5.7  电气特性 — 模数转换器
    8. 5.8  电气特性 — FET 栅极驱动器
    9. 5.9  电气特性 — 光电比较器
    10. 5.10 电气特性 — 稳压器
    11. 5.11 电气特性 — 温度和电压监控器
    12. 5.12 电气特性 — 电流消耗
    13. 5.13 上电时序要求
    14. 5.14 断电时序要求
    15. 5.15 时序要求 — 序列发生器时钟
    16. 5.16 时序要求 — 主机和诊断端口 SPI 接口
    17. 5.17 时序要求 — ADC 接口
    18. 5.18 开关特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1 照明控制
        1. 6.3.1.1 照明系统高动态范围调光概述
        2. 6.3.1.2 照明控制环路
        3. 6.3.1.3 连续模式运行
          1. 6.3.1.3.1 连续模式下的输出电容
          2. 6.3.1.3.2 连续模式驱动器失真和消隐电流
          3. 6.3.1.3.3 连续模式 S_EN2 耗散负载并联支路选项
          4. 6.3.1.3.4 连续模式固定关断时间功能
          5. 6.3.1.3.5 连续模式电流限制
        4. 6.3.1.4 非连续模式运行
          1. 6.3.1.4.1 非连续模式脉宽限制
          2. 6.3.1.4.2 非连续模式下的 COMPOUT_LOW 计时器
          3. 6.3.1.4.3 非连续工作范围内的调光
          4. 6.3.1.4.4 通过多个脉冲高度来增加位深度
          5. 6.3.1.4.5 TIA 增益调整
          6. 6.3.1.4.6 非连续模式下的限流
          7. 6.3.1.4.7 非连续运行下的 CMODE 大电容 模式
      2. 6.3.2 过亮检测
        1. 6.3.2.1 光电反馈监控器 BIST
        2. 6.3.2.2 过亮 BIST
      3. 6.3.3 模数转换器
        1. 6.3.3.1 模数转换器输入表
      4. 6.3.4 电源时序和监控
        1. 6.3.4.1 电源监视
      5. 6.3.5 DMD 微镜电压稳压器
      6. 6.3.6 低压降稳压器
      7. 6.3.7 系统监测特性
        1. 6.3.7.1 窗口看门狗电路
        2. 6.3.7.2 芯片温度监控器
        3. 6.3.7.3 外部时钟比率监控器
      8. 6.3.8 通信端口
        1. 6.3.8.1 串行外设接口 (SPI)
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 关闭
      2. 6.4.2 STANDBY
      3. 6.4.3 POWERING_DMD
      4. 6.4.4 DISPLAY_RDY
      5. 6.4.5 DISPLAY_ON
      6. 6.4.6 归位
      7. 6.4.7 关断
    5. 6.5 寄存器映射
      1. 6.5.1 系统状态寄存器
      2. 6.5.2 ADC 控制
      3. 6.5.3 一般故障状态
  8. 7 应用和实施
    1. 7.1 应用信息
    2. 7.2 典型应用
      1. 7.2.1 HUD
        1. 7.2.1.1 设计要求
        2. 7.2.1.2 应用设计考量
          1. 7.2.1.2.1 光电二极管设计考量
          2. 7.2.1.2.2 LED 电流测量
          3. 7.2.1.2.3 设置电流限制
          4. 7.2.1.2.4 输入电压波动的影响
          5. 7.2.1.2.5 非连续模式光电反馈考量
          6. 7.2.1.2.6 跨阻放大器（TIA，含用途、失调、暗电流、量程及 RGB 修整功能）
  9. 8 电源相关建议
    1. 8.1 TPS99002S-Q1 电源架构
    2. 8.2 TPS99002S-Q1 电源输出
    3. 8.3 电源架构
  10. 9 布局
    1. 9.1 布局指南
      1. 9.1.1 电源/大电流信号
      2. 9.1.2 敏感模拟信号
      3. 9.1.3 高速数字信号
      4. 9.1.4 大功率电流环路
      5. 9.1.5 开尔文检测连接
      6. 9.1.6 地平面隔离
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 器件支持
      1. 10.1.1 第三方产品免责声明
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息
7.2.1.2.1 光电二极管设计考量

光电二极管在光路中的安装位置对系统性能至关重要。合理优化光电二极管的安装位置与电响应特性，可实现调光系统的最大动态范围。光电二极管的设计考量细则，详见光电二极管选型与布局指南 (DLPA082)。

光电二极管设计需考量以下要点：

  • 位置：
    • 理想状态下，应在照明光路中找到一个位置 (图 7-2)，使得在系统目标白点下，红、绿、蓝三色 LED 均能产生强度高且幅值均衡的信号响应。探测器安装位置不当导致的三路通道失衡，会限制调光系统的动态范围。TIA 支持 RGB 修整功能，有助于重新平衡失衡的系统。该功能可进一步优化各路 LED 的幅值信号响应平衡效果。但照明光路设计仍需尽可能保证色彩的天然平衡，达到最优实效。
    • 确定光电二极管安装位置时，还需考量投影光路的反向散射光影响。DMD 之后光路中的投影透镜表面及其他物体，在光源点亮 时会反射部分光线。如果光电二极管处于反向散射光的照射范围内，其检测到的光线将为实际照明光与反向散射光的混合光。如果反向散射光强度较大，将影响照明控制环路。此外，反向散射光强度与视频内容相关（例如，全屏白色画面产生的反向散射光多于全屏黑色画面），进而影响系统的全开全关对比度。
  • 光电二极管辐照度：
    • 同样重要的是，光电二极管的辐照度不能过高或过低。辐照度过高会导致光电二极管饱和，同时降低响应速率。饱和阈值及响应速率衰减程度因光电二极管型号而异。TPS99002S-Q1 内置负压 LDO 及负压源，可为光电二极管的反向偏置提供低噪声的 -8V 参考电压。相较于零偏置工作模式（光伏模式），光电二极管反向偏置工作模式（光电导模式）可提升抗饱和辐照度阈值。反之，辐照度过低会导致系统抗干扰能力下降，光电二极管暗电流带来的影响将被放大。光电二极管工作电流应保持在合理偏高的水平，确保暗电流影响可忽略不计，从而规避线缆噪声、接地噪声等其他干扰源带来的潜在问题。
  • 远程光电二极管连接线缆：
    • 如果光电二极管为远程布置，建议选用低电容线缆，并尽可能缩短线缆长度。最低要求：为抑制噪声，应使用单芯屏蔽线缆，将光电二极管偏置端（阴极）连接至线缆屏蔽层，光电二极管输出端（阳极）连接至线缆内芯。采用双芯屏蔽线缆并将屏蔽层接低噪声地，可实现更优的降噪效果。为确定最佳安装位置，使色彩响应均衡度与辐照度均达到设计要求，可能需要通过实验验证。光电二极管总电容（含二极管自身电容、线缆电容及连接器电容）不得超过节 5.5中规定的最大值，设计时需重点注意。TIA 设计包含可调反馈电容，可针对特定解决方案优化响应。DLPC23xS-Q1 的闪存配置项可调节该反馈电容参数，实现压摆率与稳定性的最优表现。
TPS99002S-Q1 光电二极管布置要求图 7-2 光电二极管布置要求

光电二极管调理电路集成多项特性，可提升系统性能与集成度：

  • 红、绿、蓝三路增益与失调参数独立可调
  • 反馈电容可选配
  • 集成负压 LDO，为光电二极管提供反向偏置