TPS922052, TPS922053, TPS922054, TPS922055
ZHCSOG6 – JUNE 2023
1 特性
3 说明
• 4.5V 至 65V 宽输入范围
• LED 共阳极连接
• 集成 300mΩ/150mΩ MOSFET，可支持 2A/4A 连
续输出电流
• 可选开关频率：100kHz ~ 2.2MHz
• TPS922053 和 TPS922055 的展频
• 高级调光选项：
– 模拟调光 (256:1)
– 快速 PWM 调光（200ns 脉冲宽度）
– 混合调光和灵活调光（20kHz PWM 时为
2000:1，4kHz PWM 时为 10,000:1，120Hz
PWM 时为 1,000,000:1）
• CV 充电模式
• 全面保护特性：
– LED 开路和短路保护
– 逐周期电流限制
– 热关断
– 开关 FET 故障保护
– 外部元件故障保护
– 故障输出（开漏）
• 可配置的热折返曲线
• SON、SOT 和 SOP 封装选项
TPS92205x 系列是具有 4.5V 至 65V 宽输入范围的
2A/4A 非同步降压 LED 驱动器。通过集成低侧 NMOS
开关，该器件不仅能驱动 LED，还能以高功率密度和
高效率为电池充电。该系列还支持常见阳极连接和单层
PCB 设计。开关频率可在 100kHz 至 2.2MHz 范围内
进行配置，并具有可选的展频功能，可实现更好的
EMI 性能。
TPS92205x 系列支持四种调光选项，包括模拟调光、
PWM 调光、混合调光和灵活调光。每种调光方法都可
使用简单的高电平和低电平信号，通过 PWM 和 ADIM
输入引脚进行配置。该系列采用自适应关断时间电流模
式控制以及智能、精确采样，可实现电感式快速调光
(IFD) 和高调光比。
TPS92205x 系列还提供多种系统保护，包括 LED 开路
和短路、检测电阻开路和短路、可配置热折返以及热关
断。一旦检测到任何故障情况，故障输出就会发送确认
信号。
器件信息
器件型号
TPS92205x
2 应用
• 持续照明：
– 室内、室外、舞台照明
– 手术照明
– 投影仪、激光电视、打印机、IP 摄像机
• 即时照明：
– 机器视觉
– 相机闪光灯、火警报警器、频闪灯
– VR 和 AR 可穿戴设备
• CV 和 CC 源：
– 电池充电器
– TEC 控制器
– LCD 背光
TPS92205x
封装
封装尺寸（标称值）
VSON (14)
4.5mm x 3.0mm
WSON (12)
3.0mm x 3.0mm
HVSSOP (12)
4.0mm x 3.0mm
SOT-23-THN (14)
4.2mm x 3.3mm
LED 亮度线性度
简化原理图
本文档旨在为方便起见，提供有关 TI 产品中文版本的信息，以确认产品的概要。有关适用的官方英文版本的最新信息，请访问
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ADVANCE INFORMATION
TPS92205x 具有电感式快速调光功能的 65V 2A/4A 降压 LED 驱动器
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内容
ADVANCE INFORMATION
1 特性................................................................................... 1
2 应用................................................................................... 1
3 说明................................................................................... 1
4 修订历史记录..................................................................... 2
5 器件比较表.........................................................................3
6 引脚配置和功能................................................................. 4
7 规格................................................................................... 7
7.1 绝对最大额定值...........................................................7
7.2 ESD 等级.................................................................... 7
7.3 建议运行条件.............................................................. 7
7.4 热性能信息.................................................................. 7
7.5 电气特性......................................................................8
7.6 典型特性....................................................................10
8 详细说明.......................................................................... 12
8.1 概述...........................................................................12
8.2 功能方框图................................................................ 12
8.3 特性说明....................................................................12
9 应用和实施.......................................................................19
9.1 应用信息....................................................................19
9.2 典型应用....................................................................19
9.3 电源相关建议............................................................ 29
9.4 布局...........................................................................29
10 器件和文档支持............................................................. 30
10.1 接收文档更新通知................................................... 30
10.2 支持资源..................................................................30
10.3 商标.........................................................................30
10.4 静电放电警告.......................................................... 30
10.5 术语表..................................................................... 30
11 机械、封装和可订购信息............................................... 30
4 修订历史记录
2
日期
修订版本
说明
2023 年 6 月
*
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封装
最大 MOSFET 连续电流
展频
TPS922052DMTR
VSON (14)
2A
禁用
TPS922052DRRR
WSON (12)
2A
禁用
TPS922052DGNR
HVSSOP (12)
2A
禁用
TPS922052DYYR
SOT-23-THN (14)
2A
禁用
TPS922053DMTR
VSON (14)
2A
被启用
TPS922053DRRR
WSON (12)
2A
被启用
TPS922053DGNR
HVSSOP (12)
2A
被启用
TPS922053DYYR
SOT-23-THN (14)
2A
被启用
TPS922054DMTR
VSON (14)
4A
禁用
TPS922054DRRR
WSON (12)
4A
禁用
TPS922054DGNR
HVSSOP (12)
4A
禁用
TPS922055DMTR
VSON (14)
4A
被启用
TPS922055DRRR
WSON (12)
4A
被启用
TPS922055DGNR
HVSSOP (12)
4A
被启用
器件型号
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ADVANCE INFORMATION
5 器件比较表
3
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6 引脚配置和功能
ADVANCE INFORMATION
图 6-1. 14 引脚 VSON 顶视图
图 6-2. 12 引脚 HVSSOP 顶视图
4
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ADVANCE INFORMATION
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图 6-3. 12 引脚 WSON 顶视图
图 6-4. 14 引脚 SOT-23-THIN 顶视图
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5
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表 6-1. 引脚功能
引脚
名称
WSON
封装
SOP 封
装
VSON 封
装
类型(1)
说明
ADVANCE INFORMATION
PGND
1
散热焊盘 散热焊盘
1
G
电源地引脚。
AGND
2
散热焊盘 散热焊盘
2
G
模拟接地引脚。
VIN
3
1
1
3
P
输入电源引脚。
VCC
4
2
2
4
P
内部 LDO 输出引脚。将一个 10V、1uF 电容器连接到 AGND。
ADIM/HD
5
3
3
5
I
模拟调光或混合调光引脚。拉高时仅进行 PWM 调光，拉低时进行混
合调光，而输入 PWM 信号时进行模拟调光。
PWM/EN
6
4
4
6
I
PWM 调光或 EN 引脚。拉高时器件常开，拉低时禁用器件，输入
PWM 信号时进行 PWM 调光。
故障
7
5
5
7
O
开漏输出。检测到故障时拉低。
TEMP
8
6
6
8
I/O
热折返引脚。将不同值的电阻连接到 AGND 以设置不同的热折返行为
曲线。
FSET
9
7
7
9
I/O
开关频率设置引脚，范围为 100kHz 至 2.2MHz。将不同值的电阻连
接到 AGND 以设置不同的开关频率。
COMP
10
8
8
10
I/O
误差放大器输出。将电容器连接至 AGND。不同的电容值决定了不同
的软启动时间和带宽。
UVP
11
9
9
11
I
欠压检测引脚。使用不同的电阻分压器以设置 LED 开路检测阈值。
CSP
12
10
10
12
I
LED 电流检测正极引脚。
CSN
13
11
11
13
I
LED 电流检测负极引脚。
SW
14
12
12
14
P
开关节点引脚。内部连接到低侧 MOSFET。连接功率电感器和肖特基
二极管。
不适用
是
是
是
G
WSON 和 SOT 的电源/模拟接地引脚。
散热焊盘
(1)
6
SOT 封装
I = 输入，O = 输出，P = 电源，G = 接地
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7 规格
7.1 绝对最大额定值
在工作环境温度范围内（除非另外注明）(1)
最小值
最大值
引脚上的电压
VIN、UVP、CSP、CSN、SW
–0.3
65
引脚上的电压
VCC、ADIM/HD、EN/PWM、FAULT、TEMP、FSET、COMP
–0.3
5.5
V
工作结温
TJ
-40
125
°C
存储温度
Tstg
–65
150
°C
(1)
单位
V
应力超出绝对最大额定值 下所列的值可能会对器件造成永久损坏。这些仅仅是应力额定值，并不表示器件在这些条件下以及在建议运行
条件 以外的任何其他条件下能够正常运行。长时间处于绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。
值
V(ESD)
(1)
(2)
静电放电
ADVANCE INFORMATION
7.2 ESD 等级
单位
人体放电模型 (HBM)，符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 标准(1)
±2000
充电器件模型 (CDM)，符合 JEDEC 规范 JESD22-C101(2)
±500
V
JEDEC 文件 JEP155 指出：500V HBM 可实现在标准 ESD 控制流程下安全生产。
JEDEC 文件 JEP157 指出：250V CDM 可实现在标准 ESD 控制流程下安全生产。
7.3 建议运行条件
在工作环境温度范围内测得（除非另外注明）
最小值
最大值
4.5
63
V
UVP、CSP、CSN
0
63
V
VCC、ADIM/HD、EN/PWM、TEMP、FSET
0
5
V
SW
0
63
V
输入电压范围
VIN
输入电压范围
输入电压范围
输出电压范围
FAULT、COMP
运行结温，TJ
单位
0
5
V
-40
125
°C
7.4 热性能信息
热指标(1)
TPS92205
TPS92205
TPS92205
SOT
SOP
SON
TPS92205
SON
14 引脚
12 引脚
12 引脚
14 引脚
单位
RθJA
结至环境热阻
96.0
47.4
39.1
°C/W
RθJC(top)
结至外壳（顶部）热阻
33.5
44.2
39.5
°C/W
RθJB
结至电路板热阻
33.1
19.7
14.7
°C/W
ψJT
结至顶部特性参数
0.7
1.0
0.9
°C/W
ψJB
结至电路板特征参数
32.9
19.7
14.7
°C/W
(1)
有关新旧热指标的更多信息，请参阅半导体和 IC 封装热指标 应用报告，SPRA953。
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7.5 电气特性
除非另外注明，否则本部分规定的电气额定值适用于本文档的所有规格。这些规格可解释为在该产品的使用寿命范围内，不会
导致器件参数或功能规格下降的各项条件。TJ = –40°C 至 +125°C，VIN = 4.5V 至 60V（除非另有说明）。
参数
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
上升 VIN
3.0
3.2
3.4
V
下降 VIN
2.8
3.0
3.2
V
2.3
µA
输入电源
VVIN_UVLO
VIN 欠压锁定
Hysteresis
0.2
V
ISD
来自 VIN 的关断电流
VIN = 12V，VEN/PWM = 0V
0.8
IOFF
来自 VIN 的 PWM 关断电流
VIN = 12V，VEN/PWM = 0V
2.5
mA
IOP
正常工作电流
400kHz 开关频率
4.6
mA
10.0
mA
ADVANCE INFORMATION
IOP
正常工作电流
2.2MHz 开关频率
VVCC
内部 LDO 输出电压
IVCC = 10mA
IVCC_LIM
内部 LDO 输出电流限制
5.0
5.15
5.3
V
38
47
56
mA
0.4
V
调光
VPWM_L
低电平输入电压
VPWM_H
高电平输入电压
VADIM_L
低电平输入电压
VADIM_H
高电平输入电压
tPWM_OUT_ON
PWM 输出最短导通时间
150
tPWM_IN_ON
PWM 输入最短导通时间
150
ns
tPWM_IN_OFF
禁用器件的 PWM 输入最短关断时间
57
77
ms
fADIM
模拟调光输入频率
6 位 ADIM 分辨率
0.1
156
kHz
fADIM
模拟调光输入频率
8 位 ADIM 分辨率
0.1
39
kHz
VOL
输出低电平
I = 3mA
0.1
V
ILEAKAGE
输出泄漏电流
V=5V
1
µA
gM(ea)
跨导增益
ADIM 100% 占空比、VCSP-CSN = 200mV、
VCOMP = 1.5V
205
265
325
μA/V
ICOMP
拉电流/灌电流
ADIM 100% 占空比、VCSP-CSN = 200mV ±
200mV、VCOMP = 1.5V
±24
±40
±56
µA
VCSP-CSN
电流检测阈值
ADIM 100% 占空比
194
200
206
mV
VCSP-CSN
电流检测阈值
ADIM 12.5% 占空比与 100% 占空比相比
11.875
12.5
13.125
VCSP-CSN
电流检测阈值
ADIM 1.17% 占空比与 100% 占空比相比
0.82
1.17
1.52
%
ILEAK_CSP/N
CSP+CSN 引脚漏电流
VIN = 60V，VEN/PWM = 5V
22
31
µA
ILEAK_CSP/N
CSP+CSN 引脚漏电流
VIN = 60V，VEN/PWM = 0V
10
15
µA
1.2
V
0.4
1.2
V
V
ns
故障
反馈和误差放大器
8
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%
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除非另外注明，否则本部分规定的电气额定值适用于本文档的所有规格。这些规格可解释为在该产品的使用寿命范围内，不会
导致器件参数或功能规格下降的各项条件。TJ = –40°C 至 +125°C，VIN = 4.5V 至 60V（除非另有说明）。
参数
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
功率级
RDSON
开关 FET 导通电阻 (TPS922054/5)
VIN ≥ 5V
150
mΩ
RDSON
开关 FET 导通电阻 (TPS922052/3)
VIN ≥ 5V
300
mΩ
tmin_ON
开关 FET 最短导通时间
100
ns
tmin_OFF
开关 FET 最短关断时间
100
fSW
开关 FET 频率
0.1
ILIM
开关 FET 逐周期电流限制 (TPS922054/5)
5.2
6.1
7
A)
ILIM
开关 FET 逐周期电流限制 (TPS922052/3)
2.6
3.1
3.6
A)
125
130
135
°C
ns
2.2
MHz
电流限制
Tth
TTSD
热折返起始温度阈值
RTEMP = 20kΩ
热关断温度
迟滞
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165
°C
15
°C
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ADVANCE INFORMATION
过热保护
9
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7.6 典型特性
除非另有说明，否则 VIN = 12V。
ADVANCE INFORMATION
10
图 7-1. 输出电流与输入电压间的关系
图 7-2. 输出电流与 LED 计数间的关系
图 7-3. 混合调光中的 PWM 占空比与 CSP-CSN 电压间的关系
图 7-4. 模拟调光中的 ADIM 占空比与 CSP-CSN 电压间的关系
图 7-5. VIN UVLO 阈值与结温间的关系
图 7-6. EN/PWM 阈值与结温间的关系
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7.6 典型特性 (continued)
图 7-7. ADIM/HD 阈值与结温间的关系
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除非另有说明，否则 VIN = 12V。
图 7-8. 输出电流为 4A、电感为 10µH、输入电压为 24V 时的效率
图 7-9. 输出电流为 4A、电感为 10µH、输入电压为 48V 时的效率
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8 详细说明
8.1 概述
TPS92205x 系列是具有 4.5V 至 65V 宽输入范围的 2A/4A 非同步降压 LED 驱动器。通过将低侧 NMOS 开关与恒
流控制和恒压控制相集成，该器件不仅能驱动 LED，还能以高功率密度和高效率为电池充电。该器件还支持共阳
极连接和单层 PCB 设计，从而节省连接器、线束和 PCB 的成本。开关频率可通过 FSET 引脚进行配置，范围为
100kHz 至 2.2MHz，并具有可选的展频功能，可降低 EMC 辐射并减小输入滤波器尺寸。
ADVANCE INFORMATION
该器件支持四种调光选项，包括模拟调光、PWM 调光、混合调光和灵活调光。每种调光方法都可在启动时使用简
单的高电平/低电平时序信号，通过 PWM 和 ADIM 输入引脚进行配置。在 PWM 调光模式下，一旦配置了调光模
式，LED 将根据 PWM 输入引脚上的 PWM 输入信号的开关而亮起和熄灭。PWM 调光模式支持低至 200ns 的超
窄脉冲宽度。在模拟调光模式下，LED 电流会根据 ADIM 输入引脚上 PWM 输入信号的脉冲宽度占空比进行调
节。在混合调光模式下，LED 电流通过 PWM 输入引脚上的 PWM 输入信号由预先确定的模拟调光和 PWM 调光
组合来控制。在灵活调光模式下，LED 电流分别通过 ADIM 输入引脚上的 PWM 输入信号进行模拟调光以及通过
PWM 输入引脚上的 PWM 输入信号进行 PWM 调光来控制。该器件采用自适应关断时间电流模式控制以及智能、
精确采样，可实现电感式快速调光 (IFD) 和高调光比。补偿带宽可根据系统要求通过外部电容器进行调节。
为了实现安全和保护，这些器件支持全面的系统保护功能，包括 LED 开路和短路、检测电阻开路和短路、可配置
的热折返和热关断保护。一旦检测到任何故障情况，故障输出引脚就会发送确认信号。
8.2 功能方框图
8.3 特性说明
8.3.1 自适应关断时间电流模式控制
TPS92205x 器件采用自适应关断时间电流模式控制，可在宽工作范围内支持快速瞬态响应。开关频率可通过
FSET 引脚配置，范围为 100kHz 至 2.2MHz。
对于平均输出电流调节，该器件会通过误差放大器将 CSP 和 CSN 引脚之间检测电阻上检测到的电压与内部电压
基准 VREF 进行比较。误差放大器的输出 VCOMP 通过外部补偿网络，然后与 PWM 比较器的峰值电流反馈进行比
较。在每个开关周期中，当内部 NMOS FET 导通时，峰值电流通过内部 FET 检测。当在 PWM 比较器的输入端
12
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图 8-1. 自适应关断时间电流模式控制方法
8.3.1.1 开关频率设置
TPS92205x 器件的开关频率可通过更改 FSET 引脚与 AGND 之间连接的 RFSET 来在 100kHz 至 2.2MHz 范围内
调节。当 FSET 引脚未连接时，默认开关频率为 100kHz。
下表列出了电阻值和相应的开关频率：
表 8-1. 开关频率与 RFSET 电阻值间的关系
开关频率
电阻值 (kΩ)
100 kHz
232
200 kHz
138
300kHz
83
400kHz
59
600kHz
38
800kHz
28
1MHz
23
1.2MHz
18
1.5MHz
13
1.8 MHz
11
2.2 MHz
9
例如，如果 RFSET 设置为 59kΩ，则相应的开关频率设置为 400kHz。
在大多数情况下，开关频率越低，系统效率越高，热行为越好。
8.3.1.2 展频
TPS92205x 器件支持展频功能（中心频率 ±7%、2kHz 调制频率），可降低开关频率及其高阶谐波的 EMI 噪声。
另一方面，TPS92205x 器件会禁用展频功能，以在低亮度情况下实现更好的亮度性能。
8.3.2 设置 LED 电流
LED 电流由 CSP 和 CSN 引脚之间的外部检测电阻设置。对于满量程电流，内部电压基准 VREF 固定为 200mV，
检测电阻可以使用公式 方程式 9 计算得出。
其中
V
RSENSE = CSPI − CSN
(1)
FS
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检测到的峰值电流值达到 VCOMP 时，NMOS FET 关断，并且自适应关断时间计数器开始计数。自适应关断时间
计数器停止计数后，该计数器将复位，直到 NMOS FET 保持关断。计数时间由连接到 FSET 引脚的外部电阻器和
输入/输出前馈决定。因此，该器件能够在稳定状态下保持接近恒定的开关频率，并将输出平均电流调节到所需的
值。
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• VCSP-CSN = 200mV
8.3.3 内部软启动
TPS92205x 系列实现了内部软启动功能。启用后，器件开始逐渐增大输出电流，直到在大约 5ms 内达到所需电
流。
8.3.4 欠压锁定
TPS92205x 器件实现了连接到 VCC 引脚的内部欠压锁定 (UVLO) 电路。当 VCC 引脚电压降至内部 UVLO 阈值
电压 VVCC_UVLO（通常为 3.0V 且典型迟滞为 0.2V）以下时，会触发 UVLO，然后会禁用器件。VCC 引脚是内部
稳压器的输出，其输入由 VIN 引脚提供。因此，如果 VIN 引脚电压降至接近 VVCC_UVLO 以上（高出大约
500mV），则会触发 UVLO。
8.3.5 调光模式
ADVANCE INFORMATION
TPS922052/3/4/5 器件具有四种可选的调光模式：
• PWM 调光
• 模拟调光
• 混合调光
• 灵活调光
下面显示了四种调光模式之一的配置
表 8-2. 调光模式配置
14
调光模式
EN/PWM 引脚
ADIM/HD 引脚
PWM 调光
PWM 信号
高电平
模拟调光
高电平
PWM 信号
混合调光
PWM 信号
低电平
灵活调光
PWM 信号
PWM 信号
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8.3.5.1 PWM 调光
当 ADIM/HD 输入引脚始终为高电平并且 PWM/EN 输入引脚由 PWM 输入信号配置时，PWM 调光模式将启用。
在 PWM 调光模式下，当 PWM 引脚上的 PWM 输入信号从低电平变为高电平时，内部 NMOS FET 开始开关，而
电感器电流会上升到确定的值。然后，只要 PWM 输入信号保持高电平，LED 电流就会调节到确定的值。当
PWM 输入信号从高电平变为低电平时，内部 FET 关断，导致电感器电流降至零。如果 PWM 输入信号保持低电
平，内部 FET 保持关断状态，并且 LED 电流保持为零。
TPS922052/3/4/5 器件可在 PWM 调光模式下支持脉宽低至 200ns 的超窄 PWM 输入信号。
8.3.5.2 模拟调光
内部电压基准 VREF 与 ADIM/HD 引脚上 PWM 输入信号的占空比成正比。例如，当 ADIM/HD 引脚上的 PWM 输
入信号具有 100% 占空比时，VREF 为 200mV；当 PWM 输入信号具有 10% 占空比时，VREF 为 20mV。
请注意，内部数字电路能够以几十微秒的延迟响应 PWM 输入信号的占空比变化。
8.3.5.3 混合调光
TPS92205x 器件支持独特的混合调光功能，以更大限度地提高调光性能，尤其是在需要高调光频率和高调光比的
情况下。当 ADIM/HD 引脚始终处于低电平并且 PWM/EN 引脚由 PWM 输入信号配置时，混合调光模式将启用。
当启用混合调光时，LED 电流在高亮度级别（12.5% 至 100%）由模拟调光调节，而在低亮度级别（0% 至
12.5%）则由 PWM 调光调节。在高亮度级别下，内部电压基准 VREF 与 PWM/EN 引脚上 PWM 输入信号的占空
比成正比。在低亮度级别下，VREF 保持不变，并且内部 PWM 发生器会启用。因此，LED 会根据内部 PWM 信号
的开关情况而亮起和熄灭，而该信号的频率和占空比由 PWM/EN 引脚上的 PWM 输入信号配置。混合调光的详细
行为如下图所示。
D=100%
D=75%
PWM
Input
D=50%
D=25%
D=12.5%
D=6.25%
D=3.125%
D=50%
D=25%
TON
TPWM
100% ILED
75%
50%
ILED
25%
12.5%
0%
Hybrid Mode
图 8-2. 混合调光
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TPS92205x 器件支持模拟调光功能，可通过 ADIM/HD 引脚上的 PWM 输入信号调节 LED 电流。当 PWM/EN 引
脚始终为高电平并且 ADIM/HD 引脚由 PWM 输入信号配置时，模拟调光模式将启用。
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8.3.5.4 灵活调光
TPS92205x 系列还支持灵活调光，从而更大限度地提高调光控制的灵活性，其中 LED 电流值和开/关行为可以独
立控制。当 ADIM/HD 引脚和 PWM/EN 引脚同时由 PWM 输入信号配置时，便会启用灵活调光模式。因此，在灵
活调光模式下，LED 会根据 PWM/EN 引脚上 PWM 输入信号的开关而亮起和熄灭，而基准电压会根据 ADIM/HD
引脚上 PWM 输入信号的占空比而按比例变化。
8.3.6 CV 充电模式
TPS92205x 系列可在 UVP 电压低于 CV 阈值时实现恒定电压 (CV) 充电操作。在 CV 充电模式下，输出电流持续
下降，直到 UVP 电压上升到阈值以上。一旦 UVP 电压升至阈值以上，器件便会返回 CC 运行模式。
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图 8-3. CC/CV 模式转换
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8.3.7 故障保护
TPS92205x 系列能够在多种故障条件下提供故障保护并发送故障报告信号，包括 LED 开路、LED± 短路、LED
对 PGND 短路、检测电阻开路和短路、内部开关 FET 故障和热关断。
类型
标准
行为
LED 开路负载
VUVP < 1.2V
FAULT 引脚拉低。器件会停止开关并在故障消除
后恢复。
LED+ 和 LED- 短路
VIN - VCSN < 750mV
FAULT 引脚拉低。器件保持正常行为。
LED 对 PGND 短路
VUVP < 1.2V
FAULT 引脚拉低。器件会停止开关并在故障消除
后恢复。
检测电阻开路负载
VCSP - VCSN > 300mV
FAULT 引脚拉低。器件会停止开关并在故障消除
后恢复。
检测电阻短路
COMP 引脚被钳位为高电平
FAULT 引脚拉低。器件在逐周期电流限制下保持
开关。
开关 FET 开路
COMP 引脚被钳位为高电平
FAULT 引脚拉低。器件会停止开关并在故障消除
后恢复。
开关 FET 短路
VCSP - VCSN > 300mV
FAULT 引脚拉低。器件会停止开关并在故障消除
后恢复。
热关断
TJ > TTSD
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FAULT 引脚拉低。器件停止开关并在 TJ 降至迟
滞水平以下时恢复。
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表 8-3. 保护功能
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8.3.8 热折返
TPS92205x 系列集成了热关断保护功能，可防止器件过热。为了提供系统热性能的设计裕度，该器件支持可编程
热折返功能，可在高结温条件下自动减小满量程输出电流 IFS。当器件与 LED 一起安装在同一个导热基板上时，
由于器件和 LED 的散热需求降低，热性能得到了有效提升。
当器件结温上升至热折返阈值温度 Tth 以上时，满量程电流开始按照下图所示的电流/温度关系曲线减小。电流开
始从 100% 水平减小，通常是每 °C 减小 IFS 的 2%，直到降至满量程的 50%。一旦结温上升到高于 Tth，电流将
继续以较低的速率下降，直到温度达到过热关断阈值温度 TTSD 以上。
100%
IFS
Full-Scale Current
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2% decrease of IFS
per ºC
50%
Tth
Tth + 25°C
TTSD
图 8-4. 热折返
Tth 可以通过更改 TEMP 和 AGND 引脚之间连接的 RTEMP 来调节。下表列出了 Tth 和相应的 RTEMP 值。
表 8-4. Tth 与 RTEMP 电阻值间的关系
18
Tth (°C)
电阻值 (kΩ)
80
200
90
100
100
60
110
40
120
28
130
20
140
15
150
10
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9 应用和实施
9.1 应用信息
TPS92205x 系列通常用作降压转换器，用于通过 4V 至 60V 范围的输入驱动一个或多个 LED。
9.2 典型应用
ADVANCE INFORMATION
9.2.1 TPS922055 24V 输入、3A、8 片式具有模拟调光功能的 WLED 驱动器
图 9-1. 24V 输入、3A、8 片式 WLED，模拟调光参考设计
9.2.1.1 设计要求
本设计示例使用下表中的参数。
表 9-1. 设计参数
参数
值
输入电压范围
24V ±10%
LED 正向电压
1.75 V
输出电压
14.1V (1.75 × 8 + 0.1)
最大 LED 电流
3A
电感器电流纹波
最大 LED 电流的 30%
LED 电流波纹
20mA 或更低
输入电压纹波
200mV 或更低
调光类型
使用 TPS922055 进行模拟调光：500Hz、ADIM 引脚上 10% 至
100% PWM 输入
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9.2.1.2 详细设计过程
9.2.1.2.1 电感器选型
对于此设计，输入电压为 24V 电源轨，具有 10% 的变化。输出为 8 个串联白光 LED，并且根据要求，电感器电
流纹波小于最大 LED 电流的 30%。为了选择合适的峰峰值电感器电流纹波，当转换器在空载条件下工作时，不应
超出低侧 FET 电流限制。这要求峰峰值电感器电流纹波的一半低于该限值。另一个考虑因素是确保峰峰值电流纹
波引起的电感磁芯损耗和铜损耗在合理的范围内。选择此峰峰值电感电流纹波后，使用方程式 11 计算输出电感 L
的建议值。
L=
8176 × k88+0(max ) F 8176 o
88+0(max ) × -+0& × +.'& × B59
(2)
ADVANCE INFORMATION
其中
•
•
•
•
•
KIND 是一个系数，表示电感器纹波电流值与最大 LED 电流之比。
ILED 是最大 LED 电流。
fSW 为开关频率。
VIN(max) 为最大输入电压。
VOUT 是 LED 负载上的电压与检测电阻上的电压之和。
使用所选的电感器值，用户可以使用方程式 12 计算实际的电感器电流纹波。
+.(NELLHA ) =
8176 × k88+0(max ) F 8176 o
88+0(max ) × . × B59
(3)
电感器 RMS 电流和饱和电流的设计额定值必须大于系统要求中的额定值。这是为了确保不会发生电感器过热或饱
和。在上电、瞬态条件或故障条件下，电感器电流可能超过其正常工作电流并达到电流限制。因此，最好选择等
于或大于转换器电流限制的饱和电流额定值。峰值电感器电流和 RMS 电流公式如方程式 4 和方程式 5 所示。
IL(peak)
ILED
IL(rms)
ILED2
IL(ripple)
(4)
2
IL(ripple)2
12
(5)
在此设计中，VIN(max) = 24V、VOUT = 14.1V、ILED = 3A、fSW = 400kHz 并选择 KIND = 0.3，则计算得出的电感为
16.2µH。这里选择了 22µH 电感器。使用此电感器时，电感器的纹波、峰值和均方根电流分别为 0.66A、3.33A
和 3.01A。
9.2.1.2.2 输入电容器选择
需要一个输入电容器来减少从输入电源汲取的浪涌电流和来自器件的开关噪声。强烈建议使用采用 X5R 或 X7R
电介质的陶瓷电容器，因为它们具有低 ESR 和小温度系数。对于大多数应用，建议在 VIN 至 PGND/AGND 之间
放置一个 10μF 电容器以及一个 0.1μF 电容器，以提供高频滤波。额定输入电容器电压必须大于最大输入电压。
使用公式 x 可以计算输入纹波电压，其中 ESRCIN 是输入电容器的 ESR，而 KDR 是施加直流电压时陶瓷电容的降
额系数。
本设计中选择了一个 10µF、35V X7R 陶瓷电容器，会产生约 40mV 的输入纹波电压。
9.2.1.2.3 输出电容器选型
输出电容器可降低流经 LED 灯串的高频电流纹波。过大的电流纹波会增加 LED 灯串中的 RMS 电流，从而会增加
LED 温度。
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1.使用 LED 制造商的数据表来计算 LED 灯串的总动态电阻 (RLED)。
2.根据经过 LED 灯串的可接受纹波电流 ILED(ripple)，计算输出电容所需的阻抗 (ZOUT)IL(ripple) 是使用所选电感器计
算得出的峰峰值电感器纹波电流。
3.计算所需的最小有效输出电容。
4.由于施加直流电压会产生降额效应，可适当增大输出电容。
请参阅方程式 6、方程式 7 和方程式 8。
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