TLD5191HB2W-EVAL评估板：汽车LED驱动的高效解决方案

在汽车电子领域，LED照明系统对驱动器的性能和稳定性有着极高的要求。TLD5191HB2W-EVAL评估板作为一款专为汽车应用设计的评估平台，为工程师们提供了一个验证和开发LED驱动解决方案的理想工具。今天，我们就来深入了解一下这款评估板。

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1. 评估板概述

核心芯片TLD5191ES

TLD5191ES是一款4开关降压 - 升压DC - DC控制器，采用了高效的4开关降压 - 升压转换器架构，非常适合高电流应用。它具备数字和模拟调光控制功能，还提供一个输出标志用于诊断，为汽车LED照明系统的设计提供了丰富的控制和监测手段。

评估板功能与特点

TLD5191HB2W-EVAL评估板是TLD5191ES作为LED驱动器的评估平台。默认配置下，它能为LED负载提供恒定电流，最大可达1A。如果需要更高的输出电流，可以通过更改电阻$R{SHO}$和$R{swcs}$将输出电流提升至6A；若还需更高电流，可通过闭合J01来绕过EMI输出滤波器。

评估板还配备了一个S1开关，通过切换该开关，可以绕过连接到其输出的负载，从而实现一个DC - DC控制器支持多种功能，如近光和远光的切换。此外，评估板上有一个微调器$(R_{SET})$和两个状态LED：微调器用于在SET引脚调整输出电流；蓝色LED显示TLD5191ES在IVCC引脚的上电状态；红色LED显示TLD5191ES在EF引脚的故障状态。

2. 快速启动步骤

使能信号选项

评估板有两种使能信号选项：

• J_EN闭合：EN引脚连接到输入电源线，当施加有效输入电压时，设备立即启用。
• J_EN断开：EN引脚电压可由外部信号控制（使用EN测试点）。

评估板出厂时J_EN处于闭合状态，方便用户立即对设备进行评估。

基本设置

评估板配置为LED驱动器（电流模式），带有旁路输出MOSFET（慢开关MOSFET），用户可以通过切换S1杠杆开关在三种不同负载条件之间快速切换：仅功能1激活、仅功能2激活、两个功能都激活。由于该评估板主要用于提供稳定的输出电流，因此没有用于调节恒定输出电压的跳线，现有的跳线仅适用于绕过输入或输出滤波器。

要实现输出电流调节，可按以下步骤操作：

1. 在VO1 +和VO1 - 之间连接第一串LED，在VO2 +和VO1 - 之间连接第二串LED。
2. 将12V电源连接到$V_{IN}$连接器。当IVCC存在时，蓝色LED亮起。
3. 通过$R_{SET}$调整输出电流（建议设置为> 150 mA，以获得更好的精度和瞬态响应）。

需要注意的是，输出过压保护设置为23V。在高过压阈值（> 25V）且F2负载由少于2个LED组成的情况下，为避免F2 MOSFET栅极出现负尖峰，建议在其栅极引脚和GND之间添加一个肖特基二极管。

3. 电气特性

参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	注释或测试条件
输入电压	$V_{IN}$	6.2	-	35	V	由EN/INUVLO引脚上的电阻分压器设置的最小值
输出电压	$V_{OUT}$	6.2	-	23.6	V	LED驱动模式：由VFB引脚上的电阻分压器设置的最大值（过压保护）
输出电流	$I_{OUT}$	150	-	1000	mA	LED驱动模式（通过更改$R_{SHO}$可达6A）
F1旁路时间	$t_{BYP_F1}$	-	-	400	μs	$V_{IN}$ = 12V，$T_A$ = 25℃
F1插入时间	$t_{INS_F1}$	-	-	400	μs	$V_{IN}$ = 12V，$T_A$ = 25℃
F2旁路时间	$t_{BYP_F2}$	-	-	400	μs	$V_{IN}$ = 12V，$T_A$ = 25℃
F2插入时间	$t_{INS_F2}$	-	-	400	μs	$V_{IN}$ = 12V，$T_A$ = 25℃
开关频率	$f_{sw}$	-	385	-	kHz	存在扩频偏差

这些电气特性为工程师在设计和应用中提供了重要的参考依据。

4. 效率测量

在两个功能都激活的情况下进行了效率测量。效率曲线的不连续性是由于控制器模式从降压到降压 - 升压以及从降压 - 升压到升压的变化引起的。在降压 - 升压模式下，所有四个外部MOSFET都在开关，总损耗增加；而在降压或升压模式下，只有两个外部MOSFET在开关。

效率测量的配置如下：

• EMI滤波器：通过保持焊锡跳线J11和J01断开插入。
• 数字调光：固定为100%。
• 模拟调光：使用$R_{SET}$微调器将输出电流设置为1A。

需要注意的是，10个LED的效率是通过提高过压阈值获得的。

5. 额外测量

为了测试设计的鲁棒性，对评估板输入施加了严格的LV124刺激。测试结果表明，在施加脉冲后，评估板仍能完全正常工作，这充分证明了该评估板在面对复杂电气环境时的可靠性。

6. 物料清单、布局和原理图

物料清单（BOM）

评估板的物料清单详细列出了各个元件的设计代号、值、封装和数量，为工程师进行物料采购和焊接提供了准确的信息。

PCB布局

文档中提供了PCB的顶层视图、第二层、第三层和底层视图，清晰展示了各个元件的布局和走线情况，有助于工程师进行电路分析和优化。

原理图

原理图直观地呈现了评估板的电路结构，为工程师理解电路原理和进行故障排查提供了重要依据。

总的来说，TLD5191HB2W-EVAL评估板为汽车LED驱动应用提供了一个功能强大、性能可靠的解决方案。通过对其电气特性、效率和鲁棒性的测试，我们可以看到它在汽车电子领域的应用潜力。各位工程师在实际应用中，不妨结合具体需求对其进行进一步的开发和优化。大家在使用这款评估板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。