TPS61181ARTER 产品概述

一、产品简介

TPS61181ARTER 是德州仪器（TI）推出的一款高集成度升压型 LED 驱动器，封装为 WQFN-16 (3 mm × 3 mm)。器件集成了开关管，适用于单芯片驱动多路串联 LED 的场合。器件输入电压范围宽（4.5 V～24 V），峰值开关频率 1 MHz，可支持最高输出电压 38 V、每通道输出电流 30 mA 的 6 通道恒流驱动，恒流精度优于 ±1%。器件同时提供 PWM 调光能力，并具备过压保护（OVP）与过温保护（OTP），工作温度范围为 -40 ℃～+85 ℃，适合工业级与消费类应用场景。

二、主要电气特性

• 类型：DC-DC 升压型 LED 驱动器（Boost）
• 输入电压（DC）：4.5 V ～ 24 V
• 开关频率：典型 1 MHz（高频开关可缩小外部元件体积）
• 通道数：6 路恒流输出
• 输出电压：最高 38 V（适合多串 LED 或高电压 LED 阵列）
• 输出电流：每通道 30 mA（恒流）
• 恒流精度：1%（高精度亮度一致性）
• 调光方式：PWM 调光（适配常见的亮度控制）
• 特性：内置开关管、过压保护（OVP）、过温保护（OTP）
• 拓扑结构：升压（Boost）
• 工作温度：-40 ℃ ～ +85 ℃
• 封装：WQFN-16 (3×3)

三、典型应用场景

• LCD/移动设备背光驱动
• LED 指示与面板照明
• 室内/商业照明与标牌（多串 LED）
• 工业设备与消费电子中对亮度一致性与小体积有要求的照明子系统

四、硬件设计要点

• 输入与输出电容：为保证稳定与降低纹波，应在靠近器件的 VIN 和 VOUT 引脚分别放置低 ESR 陶瓷电容作为去耦，必要时并联大容量电解或薄膜电容以改善低频响应。
• 电感选择：按 1 MHz 的开关频率选择低损耗、高饱和电流的功率电感。电感值与占空比、输入电压、输出电压及输出电流有关，请按实际电流与纹波需求计算并参考器件应用说明。
• 恒流设定与通道匹配：器件提供高精度恒流输出，注意选用高精度电阻与合适的 PCB 布局以维持 1% 的整体精度；若使用外部检测电路，避免噪声耦入。
• PWM 调光：通过器件规定的 DIM/PWM 引脚进行脉宽调制以控制亮度。为防止可见闪烁，应根据应用调节 PWM 频率（通常高于人眼可见范围），并注意上升/下降沿滤波以减少 EMI。
• 开关节点布局：开关回路（内部开关、外部电感、二极管或续流路径、输出电容）应尽量缩短回路面积，减小共模/差模干扰与 EMI。
• 外部二极管/续流路径：虽然器件集成开关管，但在一些拓扑中仍需合适的续流路径或肖特基二极管，具体以器件数据手册为准。

五、封装与热管理

• 封装为 WQFN-16 (3×3)，带有底部散热焊盘（EP），建议将底部焊盘与较大片的接地铜箔相连并多层过孔引至内层或底层散热层，以提升器件热耗散能力。
• 在高环境温度或高输出功率工作时，应注意器件结温限制，必要时降低占空比或采用 PCB 散热增强措施。
• 保持开关节点与热敏感信号适当隔离，避免热耦合影响精度与可靠性。

六、保护与可靠性

• 过压保护（OVP）：当输出或开关节点异常升高时，器件能触发过压保护逻辑，降低对后端负载的风险。设计时应留有足够的输出裕度，避免误触发。
• 过温保护（OTP）：在器件温度超限时，器件将进入热关断或限流模式以保护自身。推荐在 PCB 设计中优化热路径，避免频繁触发 OTP 导致亮度抖动或寿命下降。
• 推荐按 TI 数据手册进行软启动、启动顺序与保护设置，以提升系统可靠性并避免热循环带来的老化。

七、选型提示与替代方案

• 若输入电压与输出电流/电压需求接近 TPS61181 的极限，请优先评估热耗散与效率，必要时选择更高功率级别的器件或并联多通道分担负载。
• 在需要更高输出电流或更多通道时，可参考 TI 其他系列 LED 驱动器或具备更大电流能力的解决方案。
• 具体电路实现、外部器件选择与 PCB 布局应以 TPS61181 的官方数据手册与参考设计为准，确保满足 EMI、热和稳定性要求。

以上为 TPS61181ARTER 的要点概述。实际设计请参照 TI 官方数据手册与应用手册，按照系统功率、散热条件与 EMC 要求完成电路验证与样机测试。