探索TPS923621/2：高效同步升压LED驱动器的卓越性能与应用

在电子工程师的设计世界里，选择一款合适的LED驱动器至关重要。今天，我们将深入探讨德州仪器（TI）的TPS923621/2同步升压LED驱动器，它以其高电流、高效率、高输出电压和小封装尺寸等特点，在众多应用场景中展现出了强大的竞争力。

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产品概述

TPS923621/2是一款高度集成的同步升压转换器，专为驱动单串或并联LED灯串而设计，适用于LCD背光照明和通用照明等领域。它集成了280mΩ的低端开关FET和600mΩ的高端开关FET，可支持高达30V的输出电压，开关峰值电流限制为2.25A，能够满足不同应用场景的需求。

关键特性

1. 宽输入电压范围与低功耗

• 输入电压范围：支持2.5V至5.5V的输入电压，适用于单节锂离子电池应用，即使在电池接近完全放电时，也能提供稳定的输出。
• 超低关机电流：仅为130nA，有效延长了电池的使用寿命，非常适合对功耗要求较高的应用。

2. 高效性能与高集成度

• 高转换效率：最高可达95%，减少了能量损耗，提高了系统的整体效率。
• 集成开关FET：内部集成了低侧和高侧开关FET，减少了外部元件的数量，降低了成本和电路板空间。

3. 精准调光与低噪声

• 高精度PWM控制模拟调光：支持低至0.1%的调光比，可实现精确的亮度控制，满足不同场景下的调光需求。
• FCCM工作模式：避免了输出端的可听噪声，提供了更稳定、更安静的工作环境。

4. 全面的保护功能

• 过压保护：防止输出电压超过绝对最大额定值，保护电路免受损坏。
• 过流保护：限制开关电流，避免过流对器件造成损害。
• 欠压锁定保护：当输入电压低于阈值时，自动关闭器件，防止电池过度放电。
• 热关断保护：在器件温度过高时，自动停止工作，确保器件的安全性和可靠性。

引脚配置与功能

TPS923621采用SOT563-6封装，TPS923622采用WSON-6封装，它们的引脚功能如下：

• VIN：电源输入引脚，为器件提供电源。
• ADIM：使能、关机和PWM控制模拟调光输入引脚，通过输入PWM信号来调节输出电流。
• FB：输出电流反馈引脚，连接检测电阻到地，用于设置输出电流。
• GND：接地引脚。
• VOUT：输出引脚，连接到LED灯串。
• SW：转换器的开关引脚，连接到内部低侧开关FET的漏极和高侧开关FET的源极。

工作原理

1. 峰值电流模式控制

TPS923621/2采用峰值电流模式（PCM）控制，具有准恒定频率。在每个开关周期开始时，低侧开关FET导通，电感电流上升，直到达到内部GM放大器设定的阈值。然后，低侧开关FET关闭，高侧开关FET导通，电感电流流向输出端。自适应关断时间根据输入电压和输出电压的变化而调整，以保持近乎恒定的频率，提高了系统的稳定性。

2. PWM控制模拟调光

通过在ADIM引脚施加PWM信号，改变反馈（FB）电压，实现对LED灯串亮度的精确控制。当PWM占空比为100%时，FB引脚电压被调节到200mV的参考电压；当PWM占空比减小时，FB引脚电压相应降低，输出电流也随之减小。这种调光方式不仅实现了精确的亮度控制，还避免了传统PWM调光中可能出现的可听噪声。

应用设计

1. 典型应用电路

TPS923621/2的典型应用电路包括输入电容、输出电容、电感、肖特基二极管和LED电流设置电阻等元件。在设计过程中，需要根据具体的应用需求选择合适的元件参数，以确保系统的性能和稳定性。

2. 元件选择

• 电感选择：电感的选择对电源效率、稳态运行、瞬态响应和环路稳定性都有重要影响。建议选择10μH的电感，以在大多数负载范围内保持非负电流。
• 肖特基二极管选择：为了获得最佳效率，需要选择具有低正向电压、高速和低电容的肖特基二极管。ONSemi NSR0240是一个不错的选择。
• 输出电容选择：输出电容的主要作用是满足输出纹波和环路稳定性的要求。对于典型应用，建议选择1μF至4.7μF的陶瓷电容。
• LED电流设置电阻：通过公式(R{SET}=frac{V{FB}}{I_{OUT}})计算LED电流设置电阻的值，以确保输出电流的准确性。

3. 布局注意事项

在布局设计中，需要遵循一些基本原则，以减少噪声和提高系统的稳定性。例如，输出电容应靠近VOUT引脚，FB电阻应靠近FB引脚和GND引脚，SW引脚与电感的连接应尽可能短而宽，输入电容应靠近VIN引脚和GND引脚等。

总结

TPS923621/2同步升压LED驱动器以其卓越的性能、丰富的功能和全面的保护特性，为电子工程师提供了一个可靠的解决方案。无论是在LCD背光照明、智能手机、恒温器还是通用照明等领域，它都能发挥出出色的表现。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择元件参数和布局方式，以充分发挥其优势，实现高效、稳定、可靠的LED驱动系统。你在使用类似的LED驱动器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。