探索TLD5191IVREG-EVAL评估板：高效驱动与灵活配置的完美结合

在汽车电子和LED驱动等领域，一款性能卓越且配置灵活的评估板往往能为工程师们的设计工作带来极大的便利。今天，我们就来深入了解一下英飞凌的TLD5191IVREG-EVAL评估板，看看它究竟有哪些独特之处。

文件下载：Infineon Technologies TLD5191IVREG_EVA评估板.pdf

一、评估板概述

TLD5191IVREG-EVAL评估板是为TLD5191ES芯片量身打造的评估平台，该芯片是一款专为汽车应用设计的四开关降压 - 升压DC - DC控制器。它具备恒流（LED）和恒压调节功能，采用高功率、高效率的降压 - 升压架构，还集成了用于数字调光的PWM引擎，并且在EMC方面进行了优化，采用了扩频技术。

这个评估板既可以作为降压 - 升压LED驱动器使用，也能充当电压调节器，为工程师们提供了多样化的应用场景。

二、快速上手

（一）作为LED驱动器的设置

要将评估板配置为LED驱动器，需要对一些跳线进行特定设置：	跳线名称	条件	含义
J_PWMI	闭合	启用嵌入式PWM引擎
J_DIMM	闭合	启用嵌入式PWM引擎占空比调整
JV1	断开	启用输出电流调节
JV2	断开	移除用于恒压调节的输出大容量电容
JV3	闭合	禁用输出电压调节
JV4	断开	禁用输出电压调节
JV5	断开	禁用输出电压前馈
JO2	断开	启用PMOS进行PWM调光

具体操作步骤如下：

1. 如果打算使用外部PWM信号，打开J_PWMI跳线。
2. 连接LED负载。
3. 将12V电源连接到$V{IN}$连接器，此时蓝色LED应亮起，表示$V{NCC}$已存在。
4. 通过$R{SET}$调整输出电流$I{out}$（建议大于150mA，以获得更好的精度和瞬态响应）。
5. 如果启用了嵌入式PWM引擎，通过$R_{PWM}$调整PWM占空比。

需要注意的是，如果输出电压低于6V（例如仅连接一个LED负载），建议闭合JO2以绕过用于PWM调光的PMOS，避免PMOS上出现过大的功耗。

（二）嵌入式PWM引擎

嵌入式PWM引擎无需外部调光信号即可提供内部PWM信号。当跳线J_PWMI闭合时启用该引擎。如果跳线J_DIMM断开，PWMI引脚偏置为5V，占空比为100%；闭合JDIMM后，可通过微调器$R{PWM}$调整占空比。PWM频率固定在标称值270Hz。

（三）作为电压调节器的设置

将评估板配置为电压调节器时，跳线设置如下：	跳线名称	条件	含义
J_PWMI	闭合	启用板载PWMI设置
J_DIMM	断开	将PWMI引脚设置为5V
JV1	闭合	禁用输出电流调节
JV2	闭合	添加用于恒压调节的输出大容量电容
JV3	断开	启用输出电压调节
JV4	闭合	启用输出电压调节
JV5	闭合	启用输出电压前馈
J02	闭合	绕过PMOS进行PWM调光

操作步骤如下：

1. 将12V电源连接到$V_{IN}$连接器。
2. 将$R_{SET}$微调器完全顺时针旋转（100%模拟调光，可改善瞬态响应和精度）。
3. 旋转$R{VOLT}$微调器以获得所需的输出电压$V{out}$。
4. 连接负载。

值得一提的是，可以通过旋转$R{SET}$将输出电压从0调整到满量程（之前由$R{VOLT}$设置），但当模拟调光设置为100%时，可获得最佳的瞬态响应。

三、工作范围与特性

（一）工作范围

TLD5191IVREG-EVAL评估板效率极高，在环境温度$T{A}=25^{circ}C$、输入电压$V{IN}=12V$的条件下，无需散热片即可输出高达60W的功率。不过，该模块未实现热保护功能，因此当输出功率超过60W或输入电压低于9V时，需要确保适当的散热措施。散热片应放置在开关MOSFET下方，并通过导热垫与PCB进行电气绝缘。

（二）电气特性

参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	备注/测试条件
输入电压	$V_{IN}$	6.2		35	V	EN/INUVLO引脚上的电阻分压器设置的最小值
输出电压	$V_{OUT}$	2.15（LED驱动模式） 6.2（电压模式）		41.8（LED驱动模式） 22.5（电压模式）	V	LED驱动模式：VFB引脚上的电阻分压器设置的最大值（过压保护）；电压模式：$R_{VOUT}$微调器设置的最大值
输出电流	$I_{OUT}$	150mA（LED驱动模式） 0（电压模式）		1500mA（LED驱动模式，通过改变$R_{SHO}$可达6A） 6A（电压模式）	mA/A
输出功率	$P_{OUT}$			60	W	$V{IN}$为12V至35V，$T{A}=25^{circ}C$，功率降额曲线见第4章
开关频率	$f_{SW}$		385		kHz	存在扩频偏差
PWM频率	$PWM_{freq}$	75（外部PWM信号应用） 220（嵌入式PWM引擎启用）	275	330	Hz

（三）效率测量

在恒流配置（LED驱动器）下进行了效率测量。效率的不连续性是由控制器从降压模式切换到降压 - 升压模式以及从降压 - 升压模式切换到升压模式引起的。在降压 - 升压模式下，所有四个外部MOSFET都会进行开关操作，从而增加了总损耗；而在降压或升压模式下，只有两个外部MOSFET进行开关操作。

效率测量的配置如下：	配置项	说明
EMI滤波器	通过闭合跳线J11和J01绕过
PMOS调光	通过闭合跳线J02绕过
数字调光	通过闭合J_PWMI跳线并断开J_DIMM跳线将占空比设置为100%
模拟调光	通过$R_{SET}$微调器将输出电流设置为1.5A

四、物料清单、布局与原理图

（一）物料清单

评估板的物料清单详细列出了各个元件的设计编号、值、封装和数量，涵盖了电容、二极管、集成电路、电感、LED、MOSFET、电阻等多种元件。例如，电容C1 - C5等的值为10uF，封装为C1210；集成电路IC1为TLD5191ES，封装为TSDSO24。

（二）布局与原理图

文档中还提供了评估板的PCB布局图（包括顶层视图、第二层、第三层和底层视图）以及原理图，方便工程师们进行深入的研究和设计参考。

五、总结

TLD5191IVREG-EVAL评估板凭借其丰富的功能、灵活的配置和高效的性能，为工程师们在LED驱动和电压调节等领域的设计工作提供了强大的支持。无论是对于汽车电子应用还是其他相关领域，它都能帮助工程师们快速验证设计方案，提高开发效率。

各位工程师朋友们，你们在使用类似评估板的过程中遇到过哪些问题呢？又有哪些独特的使用心得呢？欢迎在评论区分享交流。