TLD6098-2ES是宽电压输入双通道多拓扑@@DC/DC控制器@@，两个通道上的@@电流或@@者电压通过可以通过不同的@@拓扑实现闭环控制@@，作为一级恒压源或@@者恒流源@@。目前@@TLD6098可以支持的@@拓扑有@@：对地升压@@，SEPIC, 反激@@，对电池升压@@，降压@@。
本文针对@@TLD6098-X在@@保护诊断设计上的@@特殊处理@@，以及实际使用@@当@@中常见问题进行分析和@@解答@@，使设计者可以尽快定位问题@@，从而@@快速问题@@，缩短设计周期@@@@。
1、介绍@@
汽车的@@@@ECU设计从概念到@@验证是需要很多的@@步骤@@。通过测试原型机的@@@@PCB来验证设计是最重要并且@@最花时@@间的@@步骤之一@@。所有可能的@@输入变化量需要加在@@@@ECU的@@上并且@@需要仔细检查与@@之相关的@@输出@@。
在@@调试当@@中有可能会触发错误状态@@，测试工程师需要通过测量波@@形来诊断@@PCB。
使用@@TLD6098-X可以通过测量@@FPWM/FAULT波@@形来定位报错的@@原因@@。根据不同影响@@LED 驱动的@@原因@@，FPWM/FAULT管脚产生不同的@@波@@形@@。每种出错信息输出不同的@@@@PWM占空比@@，使得出错信息容易辨认@@。可以用示波@@器的@@探棒进行测量@@。如果@@需要使用@@这个功能的@@话@@，FPWM/FAULT管脚对地的@@下来电阻@@的@@值需要处在@@@@1.8 kΩ - 9 kΩ区间@@。同时@@@@MCU可以容易的@@识别这些数字模式@@，提高@@ECU上诊断的@@效率@@。
2、短路到@@地@@
当@@ECU争端输出短路到@@地@@@@，LED驱动就不能给@@LED负载提供电流@@。这个会导致灯不亮@@。
TLD6098-X检测到@@@@VFB的@@电压小于@@100mV（VVFB_S2G 阈值@@）。在@@8ms（tS2G）之后控制器@@执行常规的@@软启动@@，给输出电容重新充电来检测看看短路道地是否依然存在@@@@。如果@@VFB管脚的@@电压没有上升到@@高于@@150mV（VVFB_S2G + VVFB_S2G_HYS），芯片判断短路依然存在@@@@。
在@@短路到@@地@@的@@检测过程当@@中@@，FPWM/FAULT 管脚是个占空比@@为@@80%的@@PWM，并且@@芯片的@@@@SWO管脚门级驱动@@只有在@@软起动重试过程中使能@@。
但是芯片处于@@PWM调光@@状态时@@@@，PWM的@@duty会有变化@@，主要是因为芯片只在@@@@PWM on时@@候@@才会做短路到@@地@@检测@@。
图@@1：PWM调光@@是@@100%时@@短路到@@地@@时@@序图@@@@
图@@2：PWM调光@@是@@50%时@@短路到@@地@@时@@序图@@@@
通过分压电阻@@输出电压的@@可以反应到@@@@VFB的@@电压上@@。在@@电压掉到@@触发短路到@@地@@阈值@@以下@@ai，芯片进入短路到@@地@@保护状况@@，当@@短路条件移除@@，VFB管脚的@@上升到@@阈值@@加滞回值时@@@@，芯片恢复正常工作状态@@，可以参考以下的@@两个公式@@@@（RVFBH and RVFBL是输出对地的@@分压电阻@@网@@络@@）：
在@@一些拓扑中@@，因为有直接从电池到@@地的@@路径@@，比如@@boost，在@@这种情况下@@，调光@@的@@@@PMOS可以关断输出切断来自输入的@@过流@@来保护器件@@。防止过流@@损坏电感@@L1, 二极管@@D1, 电阻@@RFB, 已经线缆和@@连接器@@。.
图@@3： TLD6098-1短路到@@地@@保护应用框图@@@@
PMOS的@@选型需要保证重复重启时@@没有输入电流限制@@。
3、输出过压@@
另外一个灯不亮的@@原因是@@LED开路@@。负载开路@@会在@@线束或@@者@@LED开路@@是发生@@。
在@@负载开路@@的@@时@@候@@@@，由于输出电容的@@电流没有泄放的@@路径@@，输出电压会升高@@。芯片通过检测@@VFB管脚的@@电压来识别出开路@@的@@状态@@。当@@VFB管脚的@@电压高于@@@@1.6V (VVFB_OV)， 将触发输出过压@@的@@故障@@，当@@电压小于@@1.4V (VVFB_OV – VVFB_OV_HYS).时@@，则认为芯片从故障中恢复@@。
图@@4：PWM调光@@是@@100%时@@输出过压@@时@@序图@@@@@@
图@@5：PWM调光@@从@@50%到@@100%时@@输出过压@@时@@序图@@@@@@
在@@输出检测过压时@@@@，芯片在@@@@PWM 调光@@100%时@@候@@，FPWM/FAULT管脚输出@@60%占空比@@PWM波@@。SWO的@@输出在@@检测到@@@@过压时@@@@关闭@@，在@@tfault结束以及故障移除时@@@@，SWO恢复输出@@。
需要注意的@@时@@候@@在@@@@PWMI off的@@时@@候@@芯片不做过压检测@@。
实际输出过压@@阈值@@用@@VFB的@@过压阈值@@以及电阻@@分压网@@络一起决定@@（原理图@@上@@RVFBH 和@@RVFBL ）。
在@@输出电压高于以下值会触发输出过压@@故障@@：
当@@输出电压低于@@以下值时@@从输出过压@@故障退出@@：
图@@6： TLD6098-1输出过压@@保护应用框图@@@@@@
通常分压电阻@@网@@络和@@输出电容并联@@，这样可以根据输出电容的@@耐压值来选择合适的@@分压电阻@@@@。
4、FBH管脚过压@@
DC-DC不仅仅能够检测分压电阻@@网@@络后面@@的@@开路@@@@，还可以检测@@VFB检测网@@络的@@开路@@@@。
在@@这种情况下@@，为了提高@@系统的@@可靠性@@，当@@FBH的@@电压高于@@75V(VFBH(H))时@@，芯片会关闭@@SWO门级驱动@@。当@@FBH电压低于@@65V(VFBH(L)).时@@，芯片从故障状态出来@@。
图@@7：PWM调光@@是@@100%时@@FBH过压时@@序图@@@@
在@@FBH检测到@@@@过压时@@@@，芯片在@@@@PWM 调光@@100%时@@候@@，FPWM/FAULT管脚输出@@60%占空比@@PWM波@@。在@@整个报错的@@@@PWM周期@@，SWO门级驱动@@一直处于关闭状态@@。
图@@8： TLD6098-1 FBH过压保护应用框图@@@@
在@@一些应用中@@，设计者可以讲@@VFB的@@电阻@@分压网@@络挪到@@离负载更近@@（PMOS后面@@）来保护负载@@。在@@这种配置下@@，RFB 护着@@PMOS故障时@@会对@@D1的@@阴极产生不可控的@@电压@@。FBH在@@电压超过@@@@75V过压保护通过关断@@SWO门级驱动@@来防止芯片进一步被损坏@@。
5、过流@@
超过@@LED颗粒的@@最大电流会使得每个@@LED暴露在@@高节电流下损坏@@LED灯串@@。TLD6098-X 系列提供了防止在@@@@80ms (8*tFAULT)的@@时@@间窗口内输出电流不可控持续超过@@@@4ms(tOC)的@@保护@@。过流@@从@@FBH与@@FBL的@@压差超过@@@@300mV (VOC_200%)开始计时@@@@，当@@压差低于@@265mV(VOC_200% - VOC_HYS)时@@停止计时@@@@。在@@这段时@@间内@@，PMOS关断来减小负载的@@平均电流@@。
一旦过流@@的@@计时@@器累计时@@间超过@@@@4ms, PMOS会关断@@80ms（为了保护@@PMOS不会超过@@耗散功率@@）并且@@FPWM/FAULT管脚输出@@20%占空比@@。
这个滤波@@时@@间在@@输出电流是@@PWM波@@的@@情况下也是被使能的@@@@。并且@@模拟调光@@设定值也不能改变过流@@的@@阈值@@@@。
6、过温@@
在@@高结温会降低芯片的@@性能并且@@有可靠性的@@风险@@。通过关闭芯片内部的@@过温@@保护可以防止上述问题@@。
这个功能在@@结温到@@达@@175°C ( TJ(SD))触发直到@@结温低于@@165°C ( TJ(SD) - TJ(SD_HYS))。
芯片以@@FPWM/FAULT管脚持续的@@高电平作为报警@@。
我们不建议芯片在@@@@正常工作时@@连续使用@@触发这个功能@@。正常芯片结温应保持不超过@@@@150°C。
7、结论@@
设计时@@间是提高@@研发中心生产力的@@关键因素@@。只有静态报警标志的@@@@LED驱动板有时@@会花费非常长的@@时@@间来进行@@PCB的@@调试@@。而@@TLD6098-X给设计者提供了一个在@@不需要@@MCU读寄存器的@@情况可区分故障类型的@@报警信号@@，大大提高@@了故障识别能力并且@@提高@@调试效率@@。
这个解决方案可以可以和@@@@MCU一起配合@@，作为成本较高@@SPI通讯口线@@DCDC和@@成本较低只有传统静态报警标志芯片之间的@@性能和@@成本均衡的@@选择@@。
文章来源@@：英飞凌科技@@