2025 Make Blcoks 第六期 阶段1:单路PWM调光LED恒流驱动
该项目使用了TPS92512HVDGQR,实现了单路PWM调光LED恒流驱动的设计,它的主要功能为:输入6-40V,输出1A恒流 支持PWM调光和模拟调光。
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更新2025-11-05
重庆电力高等专科学校
9
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任务介绍:

  1. 设计一款单路恒流LED驱动模块
  2. 输入6-40V,输出1A恒流
  3. 支持PWM调光和模拟调光
  4. 主要器件:需在DigiKey官网上有货且正常售卖



模块介绍

这是基于 TPS92512HVDGQR 高侧 MOSFET 集成降压式 LED 恒流驱动模块电路,适用于需高精度恒流控制的 LED 照明场景。电路左侧电源输入经电容滤波后为芯片供电,稳定输入电压并抑制噪声。核心芯片 TPS92512HVDGQR 负责 LED 电流的全流程控制,外接电阻可设定开关频率、欠压锁定阈值,还能通过电流检测电阻实现闭环恒流控制,保障 LED 电流精度。功率转换部分,芯片集成的 200mΩ 高侧 MOSFET 与续流二极管 D1、储能电感 L1 组成降压拓扑,交替通断实现电能转换与能量传递。电流检测电阻 R6 实时采集 LED 回路电流,输出端电容进一步滤除纹波,最终为 LED 负载提供稳定恒流供电,可高效完成从输入电源到 LED 负载的精准电流驱动,适配街道照明、商业照明等大功率 LED 应用场景。

TPS92512HVDGQR

原理图和PCB模块介绍

image.png

TPS92512HVDGQR主要性能指标
该芯片是集成 200mΩ 高侧 MOSFET 的降压式 LED 恒流稳压器,输入电压范围 4.5V~60V,输出电压最高 58V,可提供最大 2.5A LED 驱动电流且精度达 ±5%;开关频率支持 100kHz~2MHz 调节,具备模拟调光(IADJ 引脚 0~1.8V 对应 ISENSE 引脚 0~300mV)与 PWM 调光(对比度 > 100:1)功能,集成过流、过热及可调欠压锁定保护,采用 10 引脚 HVSSOP PowerPAD 封装,适用于大功率 LED 照明的高精度恒流驱动场景。

包装

卷带(TR)

剪切带(CT)

Digi-Reel® 得捷定制卷带

零件状态

在售

类型

DC DC 稳压器

拓扑

降压

内部开关

输出数

1

电压 - 供电(最低)

4.5V

电压 - 供电(最高)

60V

电压 - 输出

65V

电流 - 输出/通道

2.5A(开关)

频率

2MHz

调光

PWM

应用

照明

工作温度

-40°C ~ 125°C(TJ)

安装类型

表面贴装型

TPS92512HVDGQR管脚定义

1脚

BOOT

自举引脚,外接自举电容(如 C1),为内部高端 MOSFET 栅极驱动提供电压,确保其正常导通。

2

VIN

电源输入引脚,接入输入电源(电压范围 4.5V~60V),为芯片供电。

3

UVLO

欠压锁定引脚,检测输入电压,当电压低于设定阈值时关闭输出,保护芯片及后端电路。

4

PDIM

调光引脚,支持模拟调光(电压控制)和 PWM 调光(兼容低压逻辑),实现 LED 亮度调节。

5

RT/CLK

频率设置引脚,外接电阻可设定开关频率(100kHz~2MHz),也可接入外部时钟实现同步。

6

GND

信号地引脚,为芯片内部信号电路提供参考地。

7

ISENSE

电流检测引脚,通过外接电阻(如 R6)检测 LED 回路电流,实现恒流控制。

8

COMP

补偿引脚,外接 RC 网络对内部误差放大器进行频率补偿,优化系统稳定性与动态响应。

9

GND

功率地引脚,与 EP 引脚配合,为功率回路提供低阻抗接地路径,保障功率电路正常工作。

10

EP

裸露焊盘引脚,焊接到 PCB 接地平面,用于散热和降低接地阻抗。

11

IADJ

电流调节引脚,输入电压(0~1.8V)对应 ISENSE 引脚的电流检测阈值(0~300mV),实现模拟调光或电流精度调节。

物料截图

image.png

项目截图
image.png

心得体会

分析 TPS92512HVDGQR LED 驱动模块原理图的过程,像是拆解一场 “电能精准调控” 的微观工程,让我对电源设计的核心逻辑有了更具体的认知 —— 好的电路设计从来不是元件的简单堆砌,而是在功能、性能与可靠性之间找到最优平衡。

最直观的感受是芯片集成度对电路简化的关键作用。TPS92512HVDGQR 直接集成 200mΩ 高侧 MOSFET,这一设计省去了外接大功率 MOS 管的麻烦,不仅缩小了 PCB 布局空间,还减少了因外接元件匹配不当导致的损耗。对比传统分立 MOS 管的驱动电路,集成方案让功率回路更简洁,也降低了寄生参数对开关频率的影响,这正是 “集成化” 在电源设计中提升效率的核心价值。

其次是 **“恒流” 核心目标的分层实现逻辑 **。原理图中,电流检测电阻 R6 与 ISENSE 引脚的配合是基础,通过实时采集 LED 回路电流,为芯片提供精准的电流反馈;IADJ 引脚的外部电阻则负责细化调节,实现 0~2.5A 范围内的电流精度控制;再加上 COMP 引脚的 RC 补偿网络优化动态响应,三层设计共同保障了 ±5% 的电流精度。这让我意识到,精准控制不是单一元件的功劳,而是 “检测 - 调节 - 优化” 闭环的协同结果,每一个引脚的外部电路都在为 “恒流” 这一核心目标服务。

再者,保护机制的 “前瞻性” 设计值得关注。UVLO 引脚的欠压锁定电路,能在输入电压低于 4.5V 时及时关闭输出,避免芯片在低压下低效运行;集成的过热保护则预防了长时间高负载导致的芯片损坏;而 BOOT 引脚的自举电容设计,不仅保障了高端 MOSFET 的正常导通,也间接避免了因驱动电压不足导致的开关损耗过大。这些保护电路看似 “冗余”,却是电源模块长期稳定工作的关键,体现了设计中 “预防优于修复” 的思路。

最后,元件选型与实际应用场景的适配性也给我留下深刻印象。47μH 的电感 L1 与续流二极管 D1 的搭配,兼顾了 4.5V~60V 宽输入电压范围的需求,既能在高压输入时稳定储能,又能在低压输入时减少能量损耗;输出端多颗电容的组合则针对性抑制纹波,满足 LED 照明对供电平稳性的要求。这说明,原理图中的每一个元件参数都不是随意设定的,而是基于 “街道照明”“商业照明” 等实际场景的性能需求精准匹配的结果。

这次原理图分析让我明白,电源设计的本质是 “用最小的代价实现最可靠的功能”。从集成芯片的选择到保护电路的布局,从元件参数的匹配到闭环逻辑的设计,每一步都需要兼顾性能、成本与可靠性。未来再做类似设计时,我会更注重从 “核心目标” 出发拆解需求,像这款 LED 驱动模块一样,让每一个电路细节都服务于最终的应用价值

软硬件
元器件
TPS92512HVDGQR
用于 LED 照明的 65V 2.5A 降压电流调节器
电路图
附件下载
ProPrj_2025 Make Blocks 第六期 阶段1:单路PWM调光LED恒流驱动_2025-10-24.kicad_pcb
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