探索TLD6098-2DPVB2G_EVAL评估板：双相升压到地电源的卓越之选

在电子设计领域，电源的稳定性和效率至关重要。今天，我们将深入探讨英飞凌的TLD6098-2DPVB2G_EVAL评估板，它采用了TLD6098-2ES双路DC-DC控制器，为我们带来了出色的电源解决方案。

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一、评估板概述

1.1 核心器件特性

TLD6098-2ES是一款通过AEC认证的双通道DC-DC控制器，可作为电压调节器（如电源）或电流调节器（如LED驱动器）。它具有宽输入电压（高达58V）和输出电压范围（高达70V），经过EMC优化，还具备过压、接地短路、过流、开路反馈和过温诊断输出功能，并且可以配置为恒压或恒流控制。

1.2 评估板用途

TLD6098-2DPVB2G_EVAL评估板主要用于在设计过程中评估和测量多相拓扑。不过需要注意的是，其PCB和辅助电路并未针对最终客户设计进行优化。

1.3 重要注意事项

评估板仅用于演示和评估，并非商业化产品，不能用于可靠性测试或生产。它可能不符合CE等标准，用户需要确保其使用符合所在国家的相关要求和标准。同时，英飞凌对评估板和本文件中的信息按“现状”提供，不承担任何担保责任。

1.4 安全预防措施

• 电容放电：评估板中的直流母线电容在移除主电源后需要时间放电，操作前需等待5分钟，以避免触电危险。
• 电源操作：在断开或重新连接电线、进行维护工作前，应先移除或断开驱动器的电源，并等待5分钟使母线电容放电。
• 散热问题：评估板的散热器和器件表面在测试过程中可能会变热，操作时需采取必要的预防措施。
• 人员要求：只有熟悉驱动器、电力电子和相关机械的人员才能进行系统的规划、安装、调试和维护。
• 静电防护：评估板包含对静电放电敏感的部件和组件，安装、测试、维修时需采取静电控制措施。
• 正确安装：错误的电源连接、布线或应用可能导致系统故障或产品寿命缩短。
• 包装处理：评估板发货时带有包装材料，安装前需移除，以免导致过热或异常运行。

二、评估板特性与参数

2.1 主要特性

• 降低纹波：通过在通道的开关信号之间应用相移，降低了输入和输出的纹波。
• 降低频率：可以降低频率，减少开关损耗，从而提高效率。
• 过压保护：具备输出过压保护功能。
• 故障监测：内置诊断功能，通过两个LED信号指示可能的故障。

2.2 技术参数

参数	条件	值
输入电源电压	-	8 - 27V
输出电压范围	-	43 - 52V
连续输出电流	VSET1引脚电压≥2.2V，VBATT = 14V，TA≤25℃	7A
峰值输出电流	小于2s	10A（由RIsENSE限制）
开关频率	RrREQ = 4.53kΩ	200kHz
效率	VBATT = 14V，Vout = 48V，Iout = 7A	>94%
输出过压保护	RvFEH2 = 68kΩ，RvFBL2 = 1.8kΩ	62V
最大环境温度	-	35℃

三、系统与功能描述

3.1 电源结构

电源由两个并行工作的DC-DC通道组成。通道1作为恒压源，主导输出电压；通道2作为恒流源，跟随通道1。

3.2 输入连接

评估板的输入和输出均配备了两种类型的连接器：螺丝端子块和4mm香蕉插头。螺丝端子块的电流承载能力有限，最大为20A。如果输入电流超过20A或未知，建议使用香蕉插头连接输入电源。可以使用公式 $I{IN}=frac{V{OUT} cdot I{OUT}}{0.9 cdot V{IN}}$ 粗略估算输入电流。连接输入电源后，如果电路无故障，IVCC蓝色LED（LD3）将亮起；如果恒压模式激活，FAULT1/CV黄色LED（LD1）也将亮起。

3.3 输出电流调节

当输出电流低于某个阈值时，电源表现为恒压源；当超过该阈值时，变为恒流源。可以通过调节VSET1引脚的电压来设置最大输出电流，公式为 $I{OUT - MAX}=2cdot frac{V{REF1}(V{VSET1})}{R{I - SENSE}}=frac{2}{R{I - SENSE}}cdot frac{V{VSET1}-0.1}{14}$。在本评估板中，假设 $R{I - SENSE}$ 为30mΩ，根据VSET1引脚的电压不同，$I{OUT - MAX}$ 可以设置为不同的值。通过调节电位器R11并测量测试点VSET1的电压，即可调整最大输出电流。此外，移除跳线X10可以快速设置允许的最大输出电流（峰值10A）。

3.4 输出电压调节

输出电压可以在43V至52V之间设置。过压保护由分压器 $R{VFBH - 2}=68kΩ$ 和 $R{VFBL - 2}=1.8kΩ$ 设置。当输出电压超过62V时，VFB2引脚电压高于1.6V，开关活动将停止，直到故障条件消除。FPWM/FAULT2引脚会以特定的方波信号指示此故障。

3.5 故障检测

根据连接到FPWM/FAULT1和FPWM/FAULT2引脚的电阻值，控制器在故障时会表现出不同的行为。为了便于故障检测，这两个引脚分别连接了黄色和红色LED。黄色LED在通道1发生故障或通道1的电压环路启用时亮起；红色LED在通道2发生故障时亮起。通过将示波器探头连接到测试点FLT1和FLT2，并参考相关波形表，可以了解故障信号。同时，FPWM/FAULT1和FPWM/FAULT2引脚的状态也可以由微控制器监测，但需要在引脚和微控制器输入引脚之间使用至少10kΩ的串联电阻。

3.6 电流降额

输入电流会随着输入电压的降低而增加。为了确保组件在安全温度范围内工作，需要根据安全工作区（SOA）限制输出功率，降低输出电流。

四、系统设计

4.1 原理图

评估板的原理图展示了其整体的电路结构，包括主电源和控制电路等部分。通过分析原理图，我们可以深入了解各个组件之间的连接和工作原理。

4.2 PCB布局

PCB布局对于电源的性能和稳定性至关重要。评估板的PCB布局包括顶层、底层和内部层，合理的布局可以减少电磁干扰，提高电源的效率和可靠性。

4.3 物料清单

详细列出了评估板所使用的各种组件，包括电容、电阻、二极管、电感、IC等，以及它们的型号、制造商和订单号。这为我们进行电路板的制作和维修提供了重要的参考。

4.4 电气性能

通过实际测试，展示了评估板在不同输入电压、输出电压和输出电流条件下的电气性能，如输入电流、开关节点电压和输出电压等波形。这些测试结果可以帮助我们评估评估板的性能和稳定性。

4.5 效率测量

在特定的测试条件下（输出负载为7A恒流，输出电压为48V，环境温度为25℃，电流模式禁用，电流感测电阻R31激活，补偿钳位二极管D3激活），测量了评估板的效率与输入电压的关系，结果表明其效率表现出色。

4.6 热性能

由于控制器输入FBH2和FBL2存在残余偏移，两个通道的输出电流可能不相等，从而导致通道之间的温度差异。通过计算电流失配 $Delta I{12}=I{1}-I{2}=frac{Delta V{FB 2}}{R{FB 1,2}}=frac{V{FBL 2}-V{FBH 2}}{R{FB 1,2}}$，可以对这种温度差异进行评估。

五、总结

TLD6098-2DPVB2G_EVAL评估板是一款功能强大、性能出色的电源评估板。它采用了TLD6098-2ES双路DC-DC控制器，具有宽输入电压范围、高效、低纹波等优点。通过合理的设计和配置，可以满足不同应用场景的需求。在使用评估板时，我们需要注意其使用限制和安全预防措施，确保操作的安全性和可靠性。同时，通过对评估板的电气性能、效率和热性能的测试和分析，我们可以更好地了解其特点和优势，为实际的设计工作提供参考。

你是否在电源设计中遇到过类似的挑战？你对TLD6098-2DPVB2G_EVAL评估板有什么看法和疑问？欢迎在评论区留言分享！