探秘TLD5098EP升压至电池评估套件：设计与应用全解析

在电子工程领域，一款性能卓越的评估套件对于工程师们进行高效的设计和测试至关重要。今天，我们就来深入了解一下TLD5098EP升压至电池评估套件，看看它究竟有哪些独特之处。

文件下载：Infineon Technologies TLD5098EP_B2B 评估板.pdf

一、TLD5098EP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。它具备内置的诊断和保护功能，并且支持多种拓扑结构，如升压、降压、升降压、SEPIC和反激式拓扑。这使得它在不同的应用场景中都能展现出出色的性能。

二、评估板特点

2.1 基本功能与性能

该评估板适用于采用升压至电池拓扑的高功率LED应用。默认配置为升压至电池拓扑，且未启用任何附加功能。在这种配置下，它能够向负载提供高达21W的功率，效率超过85%。同时，板上还配备了辅助电路，可在接地短路时保护DC - DC和负载。

2.2 可配置特性

评估板通过跳线启用了以下特性：

• 输出电流调节电位器：可对输出电流进行灵活调整。
• 功率降额电路：根据电池电压情况调整输出电流。
• 冷启动生存电路（CCSC）：帮助系统在输入电压过低时维持正常工作。

2.3 性能参数总结

参数	条件	值
输入电源电压	跳线X9置于2 - 3位置（CCSC停用），参数在6.5V以下会下降	8V至27V（低于6.5V的时间不超过2s）
输入电源电压	跳线X9置于1 - 2位置（CCSC启用）	8V至27V（低于3.0V的时间不超过2s）
输出电流	跳线X12断开	1A
开关频率	VIN = 13.2V	400kHz
效率	使用7个白色标准LED（3V @ 1A输出电流）测量	>85%
输出电压范围	输出电压与正输入相关	16V至23V
输出过压保护	输出电压与地相关	59V

三、操作步骤

3.1 快速启动

评估板的默认配置禁用了所有附加功能，此时输出电流无法调整。PWM信号需作为数字信号施加在X18上（最大45V）。跳线配置如下：	跳线编号	条件	含义
X9	闭合2 - 3	禁用CCSC
X10	闭合2 - 1	禁用电池依赖电流

3.2 电流调节

当X10闭合在1 - 2位置且X12闭合时，可使用螺丝刀改变电位器R15的值来调节输出电流。输出电流可在最大输出电流的0%至100%之间变化（在本评估板中为0至1A）。移除X12跳线，输出电流将达到最大值。PWM信号施加方式同快速启动，跳线配置如下：	跳线编号	条件	含义
X9	闭合2 - 3	禁用CCSC
X10	闭合2 - 1	禁用电池依赖电流
X12	闭合	启用可调输出电流

3.3 功率降额（电池依赖电流）

当电池电压降至8V以下时，功率降额功能通过降低$V{SET}$（从而降低输出电流）来工作。当R15调整到最大值时，该功能效果更佳。若需要不同的降额曲线，可更改R14。R14可通过公式$R14=(R15 + R18) cdotleft(frac{V{BATT}}{1.6}-1right)$计算，其中$R15 = 10kOmega$，$R18 = 560Omega$。PWM信号施加方式不变，跳线配置如下：	跳线编号	条件	含义
X9	闭合2 - 3	禁用CCSC
X10	闭合2 - 3	启用电池依赖电流
X12	闭合	启用可调输出电流

3.4 冷启动生存电路

该功能可帮助系统在输入电压降至TLD5098EP的最小输入电压4.5V以下时，通过LV124测试E11“严重测试脉冲”。当输入电压下降时，该电路将输出电压反馈给设备。要激活此功能，将X9闭合在1 - 2位置，其他设置可按需调整。需要注意的是，CCSC使用齐纳二极管将输出电压调整为TLD5098EP所需的电压，这可能会降低效率。

四、电路设计细节

4.1 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。输入滤波器可对输入电源进行滤波处理，主电源负责提供主要的功率转换，输出级则确保输出稳定的电压和电流。

4.2 PCB布局

PCB布局的合理性对于评估板的性能至关重要。评估板提供了顶层和底层的布局视图，合理的布局有助于减少电磁干扰和提高散热性能。

4.3 物料清单

物料清单详细列出了评估板上使用的各种元器件，包括电容、电阻、电感、二极管、晶体管等。这些元器件的选择和参数直接影响着评估板的性能。

标识	值	制造商	制造商订单号
C1 - C23、C31、C34 - C35	10uF	Murata	GCM32EC71H106KA03
C6、C26、C38	100nF	AVX	06035C104K4Z2A
……	……	……	……

五、效率测量与优化

5.1 效率测量

效率测量是评估评估板性能的重要环节。在特定条件下进行测量，如使用7个白色标准LED作为负载、旁路EMI滤波器、关闭CCSC等。测量结果显示，评估板在这些条件下能够达到较高的效率。

5.2 效率最大化

若需要实现最大效率，可采取以下措施：

• 移除由R5和C25组成的缓冲电路，或选择较低值的电容C25（如470pF）。
• 桥接跳线X1、X14和X16以旁路整个EMI滤波器。
• 旁路输出铁氧体磁珠L3和L5。
• 更换主电感L6为具有较低寄生直流电阻的电感。
• 将跳线X9置于2 - 3位置以关闭CCSC。

5.3 电磁干扰最小化

若需要最小化电磁干扰，可考虑以下操作：

• 选择较高值的电容C25（如2.2nF）。
• 移除跳线X1、X14和X16上的桥接以包含整个EMI滤波器。
• 将0Ω电阻R8替换为较小值的电阻（如10Ω或22Ω）。
• 更换主电感L6为屏蔽电感，并将屏蔽层接地。
• 使用短导线将CHASSIS端子尽可能靠近测试接地平面连接。

六、总结

TLD5098EP升压至电池评估套件为电子工程师提供了一个功能强大、灵活可配置的测试平台。通过合理的跳线配置和元器件选择，工程师们可以根据不同的应用需求对评估板进行调整，以实现最佳的性能表现。在实际应用中，我们需要根据具体的设计要求和测试结果，综合考虑效率、电磁干扰等因素，对评估板进行优化。大家在使用这款评估套件的过程中，有没有遇到过什么有趣的问题或者独特的解决方案呢？欢迎在评论区分享。