DLPA3085 的照明驱动器是一款降压控制器，用于驱动两个外部低欧姆值 N 沟道 FET（图 6-4）。了解开关模式电源中的降压功率级 (SLVA057) 应用手册中介绍了降压转换器的工作原理。为了确保正常运行，外部元件的选型非常重要，特别是电感器 L_OUT 和输出电容器 C_OUT。为了获得最佳效率和纹波性能，应选择具有低等效串联电阻 (ESR) 的电感器和电容器。将电容器的额定电压设置为等于或大于应用中电容器上所施加电压的两倍。

图 6-4 典型照明驱动器配置

降压转换器的元件选择受到多个因素的影响，例如输入电压 (SYSPWR)、所需输出电压 (V_LED) 以及允许的输出电流纹波。配置的第一步是选择电感器 L_OUT。

选择降压功率级的电感值时，应确保流入电感器的峰峰值纹波电流保持在特定范围内。在这里，目标是确保电感器电流纹波 k_{I_RIPPLE} 小于 0.3 (30%)。根据输入和输出电压、输出电流、降压转换器的开关频率 (ƒ_SWITCH= 600kHz) 以及 0.3 (30%) 的电感器纹波，可以计算出最小电感值：

方程式 1.

示例：当 V_IN= 12V、V_OUT= 4.3V 且 I_OUT= 16A 时，电感值 L_OUT = 1µH。

选择电感器后，就可以确定输出电容器 C_OUT。该值基于以下事实计算得出：照明环路的频率补偿是针对 15kHz 的 LC 谐振频率设计的：

方程式 2.

示例：如果 L_OUT = 1µH，C_OUT = 110µF。实际值为 2 × 68µF。这里选择了并联连接两个电容器以进一步降低 ESR。

所选的电感器和电容器决定输出电压纹波。产生的输出电压纹波 V_{LED_RIPPLE} 是电感器纹波 k_{I_RIPPLE}、输出电流 I_OUT、开关频率 ƒ_SWITCH 和电容值 C_OUT 的函数。

方程式 3.

示例：当 k_{I_RIPPLE}= 0.3、I_OUT= 16A、ƒ_SWITCH= 600kHz 且 C_OUT= 2 x 68µF 时，输出电压纹波 V_{LED_RIPPLE}= 7mVpp

可以看到，这是一个相对较小的纹波。

强烈建议将电容值保持在较低水平。电容值越大，存储的能量越多。如果 V_LED 下降，则需要耗散存储的能量。这可能导致较大的放电电流。当 V_LED 从 V₁ 降到 V₂，而且 LED 电流为 I₁ 时，理论峰值反向电流为：

方程式 4.

根据所选的外部 FET，可能需要为每个功率 FET 添加以下三个元件：

• 栅极串联电阻器 (R_G)
• 栅极串联二极管 (D_G)
• 栅极并联电容 (C_G)

建议在电路板设计中包含这些元件的占位符。

栅极串联电阻器可以减缓功率 FET 的开启瞬态。由于需要开关较大的电流，因此快速瞬态意味着可能存在振铃风险。减缓导通瞬态可以减小漏极电流的边沿陡度，进而减少感应电感振铃。几欧姆的电阻通常就足够了。

栅极串联电阻在功率 FET 的关断瞬态中也同样起作用。这可能会对非重叠时序产生负面影响。为了保持功率 FET 的快速关断瞬态，可以在栅极串联电阻上并联一个二极管。二极管的阴极应该朝向 DLPA3085 器件，以实现快速栅极下拉。

根据具体配置和 FET 选择，可能需要的第三个元件是额外的栅源滤波电容。特别是对于较高的电源电压，建议使用此电容。由于存在较大的漏极电压摆幅和漏栅电容，被禁用的功率 FET 的栅极可能会因寄生效应而被拉高。

对于低侧 FET，在电源转换器提供电流的非重叠时间结束时，可能会出现这种情况。在这种情况下，非重叠时间结束时，开关节点为低电平。启用高侧 FET 会将开关节点拉高。由于开关节点边沿又大又陡，电荷会通过低侧 FET 的漏栅电容注入低侧 FET 的栅极。因此，低侧 FET 可能会短时间启用，从而产生击穿电流。

对于高侧 FET，存在两种情况。如果电源转换器正在对 VLED 放电，则电源转换器电流向内流动，因此在非重叠时间结束时，开关节点处于高电平。如果此时启用了低侧 FET，则电荷会通过高侧 FET 电荷的栅漏电容注入高侧 FET 的栅极，这可能会导致该器件短暂导通。这也会导致击穿电流。

为了降低通过漏栅电容注入电荷的影响，可以使用额外的栅源滤波电容。假设栅源电容和栅漏电容之间的分压呈线性，对于 20V 电源电压，栅源电容和栅漏电容之比应该保持在大约 1:10 或更大。建议仔细测试栅极驱动信号和开关节点，以避免可能的跨导问题。

有时会使用双 FET 来分散功率耗散（热量）。为了防止寄生栅极振荡，建议使用如图 6-5 所示的结构。每个栅极都使用 R_ISO 进行隔离，以抑制电位振荡。1 欧姆的电阻通常就足够了。

图 6-5 并联功率 FET 时使用 R_ISO 来防止栅极振荡

最后，在降压转换器中还需要选择另外两个元件。输入电容（引脚 ILLUM_A_VIN）的值应等于或大于所选输出电容 C_OUT（本例中为 ≥2 × 68µF）。ILLUM_A_SWITCH 和 ILLUM_A_BOOST 之间的电容器是一个电荷泵电容器，用于驱动高侧 FET。建议的值为 100nF。