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

6.3.1 照明控制

照明控制功能包括为 DLP 子系统生成光源所需的所有块。该系统旨在支持汽车类应用，此类应用需要在宽调光范围内精确地控制颜色和亮度。完整的调光解决方案包含 DLPC23xS-Q1 和 TPS99002S-Q1 中包含的硬件功能以及存储在 DLPC23xS-Q1 中的 DMD 序列数据。上述元件协同工作，可实现大于 5000:1 的系统有效调光范围，且每个色彩通道最高支持 8 位精度。

照明控制功能以两种不同的模式运行，以覆盖全调光范围。这些模式为连续模式 (CM) 和非连续模式 (DM)。

TPS99002S-Q1 连续模式和非连续模式运行比较图 6-1 连续模式和非连续模式运行比较

连续模式特性：

  • 高至中等亮度水平
  • 各色彩通道生成矩形光脉冲
  • 调节脉冲幅值与脉宽，实现亮度控制

非连续模式特性：

  • 中到低亮度级别
  • 为每种颜色生成一系列小三角光脉冲
  • 通过调节脉冲数、脉冲高度和 LED 电流，控制亮度水平

照明控制环路通过实时光电反馈控制环路调节提供给 LED 的电流。在 DLP 子系统的照明光路中放置了一个宽带光电二极管，其位置能够接收到红色/绿色/蓝色 LED 全部三色发出的光。对于连续模式运行，利用光电反馈构建实时迟滞控制环路，完成各 LED 的亮度标定。在非连续模式下，通过光电反馈为每个光脉冲设定峰值亮度阈值。

为实现照明控制功能，TPS99002S-Q1 集成了多款高性能模拟与混合信号模块。这些模块包括：

  • 一款高性能、超宽动态范围跨阻放大器 (TIA)，用于将光电二极管电流转换为电压信号，表征 LED 实时亮度
  • 一款高速比较器，用于光电反馈控制
  • 一款 12 位 DAC，提供光电反馈参考电压
  • 一款 10 位 DAC，用于峰值限流调节
  • 同步与驱动使能输出端，用于实现与外部高侧 PFET 降压控制器 (LM3409) 的同步控制
  • 用于选择 LED 的外部 FET 驱动器和控制逻辑（FET 外置，但驱动器为内置）
  • 两路电流并联（旁路）路径 FET 控件，用于换色断光期间预调节电感器电流，并实现非连续模式运行
  • 一款多用途 12 位 ADC 块，配有专门用于测量 LED 电流的双线开尔文 输入通道
  • 硬件采样计时器模块，与 DLPC23xS-Q1 配合使用，提供可配置的 LED 电流、电压及温度等硬件计时采样。
  • 适用于大多数参数的 RGB 特定多路复用设置，支持对每种颜色进行独立的控制参数优化