Texas Instruments TPS61181(82/81A)-259 Evaluation Board TPS61181(82/81A)EVM-259 TPS61181AEVM-259 TPS61181AEVM-259 Datenbogen

I

FB

+

K

ISET

V

ISET

R

ISET

SLVSAN6A

–

FEBRUARY 2011

–

REVISED MARCH 2011

The six current sink regulators can each provide a maximum of 30mA. The IFB current must be programmed to
maximum WLED current using the ISET pin resistor and the following

.

(1)

Where

K

ISET

= Current multiple (1000 typical)

V

ISET

= ISET pin voltage (1.229 V typical)

R

ISET

= ISET pin resistor

The TPS61181A has six built-in precise current sink regulators. The current matching among the current sinks at
20mA current through is below 2.5%. This means the differential value between the maximum and minimum
current of the six current sinks divided by the average current of the six is less than 2.5%.

The WLED brightness is controlled by the PWM signal on the DCTRL pin. The frequency and duty cycle of the
DCTRL signal is replicated on the IFB pin current. Keep the dimming frequency in the range of 100Hz to 1kHz to
avoid screen flickering and maintain dimming linearity. Screen flickering may occur if the dimming frequency is
below the range. The minimum achievable duty cycle increases with the dimming frequency. For example, while
a 0.1% dimming duty cycle, giving a 1000:1 dimming range, is achievable at 100 Hz dimming frequency, only 1%
duty cycle, giving a 100:1 dimming range, is achievable with a 1 KHz dimming frequency, and 5% dimming duty
cycle is achievable with 5KHz dimming frequency. The device could work at high dimming frequency like 20 KHz,
but then only 15% duty cycle could be achievable. The TPS61181A is designed to minimize the AC ripple on the
output capacitor during PWM dimming. Careful passive component selection is also critical to minimize AC ripple
on the output capacitor. See APPLICATION INFORMATION for more information.

A logic high signal on the EN pin turns on the IC. For the TPS61181A, taking EN high turns on the internal LDO
linear regulator which provides supply to the IC current. Then, an internal resistor, R

start

(start up charging

resistor) is connected between the V

BAT

pin and V

O

pin to charge the output capacitor toward the V

BAT

pin

voltage. The Fault pin outputs high during this time, and thus the external isolation PFET is turned off. Once the
V

O

pin voltage is within 2 V (isolation FET start up threshold) of the V

BAT

pin voltage, R

start

is open, and the Fault

pin pulls down the gate of the PFET and connects the V

BAT

voltage to the boost regulator. This operation is to

prevent the in-rush current due to charging the output capacitor.

Once the isolation FET is turned on, the IC starts PWM switching to raise the output voltage above V

BAT

.

Soft-start is implemented by gradually ramping up the reference voltage of the error amplifier to prevent voltage
over-shoot and in-rush current. See the start-up waveform of a typical example,

.

Pulling the EN pin low immediately shuts down the IC, resulting in the IC consuming less than 50

μ

A in the

shutdown mode.

The TPS61181A has pulse-by-pulse over-current limit of 1.5A (min). The PWM switch turns off when the inductor
current reaches this current threshold. The PWM switch remains off until the beginning of the next switching
cycle. This protects the IC and external components under over-load conditions. When there is sustained
over-current condition for more than 16ms ( under 100% dimming duty cycle), the IC turns off and requires POR
or the EN pin toggling to restart.

Under severe over-load and/or short circuit conditions, the V

O

pin can be pulled below the input (V

BAT

pin). Under

this condition, the current can flow directly from V

BAT

to the WLED through the inductor and schottky diode.

Turning off the PWM switch alone does not limit current anymore. In this case, the TPS61181A detects the
output voltage is 1.7V (V

sc

,short circuit detection threshold) below the input voltage, turns off the isolation FET,

and shuts down the IC. The IC restarts after input power-on reset (V

BAT

POR) or EN pin logic toggling.

During IC start up, if there is short circuit condition on the boost converter output, the output capacitor will not be
charged to within 2V of V

BAT

through R

start

. After 32ms (V

sc_dly

short circuit detection delay during start up), the

TPS61181A shuts down and does not restart until there is V

BAT

POR or EN pin toggling. The isolation FET is

never turned on under the condition.

12

Copyright

©

2011, Texas Instruments Incorporated

Product Folder Link(s):