探秘TLD5098EP：高功率LED应用的理想之选

在电子工程师的日常工作中，为高功率LED应用寻找一款性能卓越、功能丰富的评估板至关重要。今天，我们就来深入了解一下Infineon Technologies推出的TLD5098EP升压至地评估套件，看看它在实际应用中能为我们带来哪些惊喜。

文件下载：Infineon Technologies TLD5098EP_B2G 评估板.pdf

一、产品概述

TLD5098EP是一款经过AEC认证的DC/DC升压控制器，专为驱动LED而精心设计。它内置诊断和保护功能，还配备外部脉冲宽度调制器，可实现调光功能，同时有效减少色偏。该控制器支持多种拓扑结构，如升压、降压、升降压、SEPIC和反激式，具有很强的通用性。

评估板采用升压至地拓扑结构，默认配置下无额外功能启用，此时能以超过91%的效率为负载提供高达13W的功率。板上还设有保护DC/DC和负载的辅助电路，防止接地短路情况的发生。此外，通过跳线可启用输出电流调节电位器、功率降额电路和冷启动生存电路（CCSC）等功能。

二、性能参数

输入电源电压

• 当跳线X9置于2 - 3位置（CCSC禁用）时，输入电压范围为8V至27V，在低于6.5V时性能会下降，但可承受低于6.5V的电压不超过2s。
• 当跳线X9置于1 - 2位置（CCSC启用）时，输入电压范围同样为8V至27V，且可承受低至3.0V的电压不超过2s。

输出电流

跳线X12断开时，输出电流为350mA。

开关频率

当输入电压VIN = 13.2V时，开关频率为400kHz。

效率

在输出电流为350mA、连接12个3V的标准白光LED的情况下进行测量，效率大于91%。

输出电压范围

输出电压相对于地的范围为30V至54V。

输出过压保护

输出电压相对于地的过压保护值为60V。

三、使用步骤

快速启动

评估板的默认配置禁用了所有额外功能，此时输出电流不可调节。PWM信号需作为数字信号施加在X18（最大45V）上。跳线的设置如下：

• X9：闭合2 - 3，禁用CCSC。
• X10：闭合2 - 1，禁用电池相关电流。

电流调节

若要调节输出电流，可在X10闭合于1 - 2位置且X12闭合的情况下，使用螺丝刀改变电位器R15的值。输出电流可在0至最大输出电流（此评估板为0至350mA）之间变化。移除X12跳线，输出电流将达到最大值。PWM信号仍需作为数字信号施加在X18（最大45V）上。此时跳线设置如下：

• X9：闭合2 - 3，禁用CCSC。
• X10：闭合2 - 1，禁用电池相关电流。
• X12：闭合，启用可调输出电流。

功率降额

当电池电压低于8V时，功率降额功能会通过降低VSET（从而降低输出电流）来工作。当R15调至最大值时，该功能效果更佳；否则，将应用不同的降额曲线。若需要不同的降额曲线，需相应更改R14的值，以使电池电压达到所需阈值（输出电流需成比例降低的阈值）时，SET引脚电压为1.6V。计算R14的公式为：$R14=(R15 + R18) cdot (frac{V_{BATT}}{1.6} - 1)$，其中$R15 = 10kOmega$，$R18 = 560Omega$。PWM信号施加方式同前，跳线设置如下：

• X9：闭合2 - 3，禁用CCSC。
• X10：闭合2 - 3，启用电池相关电流。
• X12：闭合，启用可调输出电流。

冷启动生存电路

该功能可帮助系统在输入电压低于4.5V（TLD5098EP的最低输入电压）的LV124测试E11“严重测试脉冲”中存活。当输入电压下降时，该电路会将输出电压反馈给设备。要激活此功能，需将X9闭合于1 - 2位置，其他设置可按需调整。不过要注意，CCSC使用齐纳二极管将输出电压调整为TLD5098EP所需电压，可能会降低效率。

四、电路与布局

原理图

评估板的原理图包含输入滤波器、主电源和输出级等部分。这些电路设计合理，为评估板的稳定运行提供了保障。

PCB布局

PCB布局展示了顶层和底层视图，合理的布局有助于减少电磁干扰，提高评估板的性能。

五、物料清单

文档详细列出了评估板的物料清单，包括电容、电阻、电感、二极管、晶体管等元件的型号、制造商和订单编号，为工程师进行元件替换或维修提供了便利。

六、效率测量与优化

效率测量

在特定条件下（输出负载为12个3V的标准白光LED，通过强制风冷冷却；EMI滤波器通过闭合跳线X1、X14和X16完全旁路；CCSC关闭，跳线X9闭合于2 - 3；电流调节关闭，跳线X12断开；调光为100% DC；功率降额关闭，跳线X10闭合于1 - 2）对评估板的效率进行了测量。

效率优化

若需要最大效率，可采取以下措施：

• 移除缓冲电路R5、C25或选择电容值更低的C25（如470pF）。
• 通过跨接跳线X1、X14和X16旁路整个EMI滤波器。
• 旁路输出铁氧体磁珠L3和L5。
• 更换主电感L6为寄生直流电阻更低的电感，如Vishay IHLP6767GZER470M8A或Bourns SRP1770TA - 470M。
• 将跳线X9置于2 - 3位置关闭CCSC。
• 旁路栅极电阻R8。

减少EMI辐射

若需要最小化EMI辐射，可考虑以下操作：

• 选择电容值更高的C25（如2.2nF）。
• 移除跳线X1、X14和X16上的桥接，包含整个EMI滤波器。
• 将10Ω电阻R8替换为更高阻值的电阻，如22Ω或33Ω。
• 更换主电感L6为带屏蔽的电感（如Cyntec VCHE106G - 470MS6），并将屏蔽接地。
• 用短导线将CHASSIS TERMINAL尽可能靠近评估板放置位置连接到测试接地平面。

七、总结

TLD5098EP升压至地评估套件凭借其丰富的功能、出色的性能和灵活的配置，为高功率LED应用提供了一个可靠的解决方案。通过合理调整跳线和元件，工程师可以根据具体需求优化评估板的效率和EMI性能。你在使用类似评估板的过程中遇到过哪些问题？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。