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

9.1.1 电源/大电流信号

TPS99002S-Q1 包含两个大电流开关模块。第一个是开关稳压器，负责生成 DMD 所需的各类电压。第二个是集成式 LED FET 栅极驱动器。

在 TPS99002S-Q1 中，DMD 稳压器对应的引脚如下：

表 9-1 TPS99002S-Q1 DMD 稳压器引脚
引脚名称电路板峰值电流
49DMD_VOFFSET800mA
50DMD_VBIAS800mA
51DMD_VRESET800mA
52DRST_LS_IND800mA
53DRST_PGND800mA
54DRST_HS_IND800mA
55VIN_DRST800mA
56VSS_DRST800mA

由于开关稳压器架构的特性，这些引脚的 800mA 值与流经电感器的峰值电流相关。这些通路的直流电流值将更接近 DMD 的负载电流。

在 TPS99002S-Q1 中，LED 大电流栅极驱动引脚如下：

表 9-2 TPS99002S-Q1 大电流 LED 栅极驱动器引脚
引脚名称电路板峰值电流
42DRVR_PWR1A
43S_EN11A
44S_EN21A
45R_EN100mA
46G_EN100mA
47B_EN100mA
48VSS_DRVR1A

同样，上述数值均为峰值电流。典型应用场景下，这些信号的平均驱动频率相对较低，约为 10kHz。假设 FET 的栅极电容为 2nF，且 FET 驱动电压为 6V，则这些信号的直流电流消耗约为：

方程式 1. I = 2 × C × deltaV × f = 2(2nF)(6V)(10kHz) = 240µA

对于电源和接地信号，该数字应乘以有源 FET 的数量，得出的值约为 1.25mA。

除了这些由 TPS99002S-Q1 驱动的大电流信号外，LED 驱动器电子器件通常还包含其他用于处理 LED 大电流需求的电路。这些电流可能高达 6A，因此布局工程师需对此进行特殊考量。关于 PCB 布线宽度的设计要求，可参考 TI 的应用手册 (SLUA366)。TI 设计中使用的 PCB 布线宽度如下：

表 9-3 PCB 布线宽度
信号组PCB 布线宽度
DMD 稳压器10 密耳
栅极驱动器5 密耳
LED 驱动器最小宽度为 200 密耳，应尽可能增大布线宽度，以降低功率损耗