【導讀】在大多數系統中，為了確保電源軌電壓不會(huì )出現壓降，電容器遍布于整個(gè)設計中。當電源剛剛被施加到系統中時(shí)，為這些電容器充電會(huì )導致一個(gè)涌入電流，如果不加以處理的話(huà)，這個(gè)電流會(huì )造成數個(gè)系統問(wèn)題。
圖1顯示的是一個(gè)使用一個(gè)電源—DC/DC，低壓降 (LDO) 穩壓器，或者外部電源—為一個(gè)下游負載供電的系統示例。
圖1：典型配電電路
系統啟動(dòng)時(shí)，電源將上升到經(jīng)穩壓電壓。隨著(zhù)電壓增加，一股涌入電流進(jìn)入未被充電的電容器。當電容負載被切換到一個(gè)電源軌，并且必須被充電至那個(gè)電壓電平時(shí)，也會(huì )產(chǎn)生涌入電流。進(jìn)入這個(gè)電容器的涌入電流的數量由電壓斜升的斜率決定，由方程式1表示：
(1)在這里，IINRUSH 表示由電容所導致的涌入電流的數量，C代表總電容值，dV是斜升期間電壓的變化量，而dt是電壓斜升時(shí)的上升時(shí)間。
涌入電流帶來(lái)的問(wèn)題
主要有兩個(gè)與涌入電流相關(guān)的顧慮。第一個(gè)顧慮就是電路板上的跡線(xiàn)和組件的絕對最大電流額定值。全部接頭和端子塊都具有特定的電流額定值，如果超過(guò)了這些額定值的話(huà)，會(huì )損壞這些部件。相似的，在進(jìn)行PCB跡線(xiàn)設計時(shí)，都要將特定的電流承載能力考慮在內，而這些PCB跡線(xiàn)也存在被損壞的風(fēng)險。
不過(guò)，在針對較大涌入電流峰值進(jìn)行設計時(shí)，將會(huì )導致較厚的PCB跡線(xiàn)和更加耐用的接頭，而這會(huì )增加總體設計的尺寸和成本。隨著(zhù)涌入電流的減少，你可以?xún)?yōu)化這些跡線(xiàn)和接頭，以實(shí)現更小巧、價(jià)格更低的設計。
第二個(gè)擔心就是當電容負載接通至已經(jīng)穩定的電壓軌時(shí)會(huì )出現問(wèn)題。如果這個(gè)電源不能處理為這個(gè)電容器重現所需要的涌入電流數量，那么這個(gè)電壓軌上的電壓將被下拉。圖2顯示了這一運行方式。
圖2：由涌入電流所導致的電源暫降
該如何設計來(lái)應對涌入電流：TPS22965應用
你可以通過(guò)增加負載電容的電壓上升時(shí)間，并且減慢電容器的充電率來(lái)減少涌入電流。所有TI負載開(kāi)關(guān)（TPS229xx產(chǎn)品）均特有一個(gè)受控輸出轉換率來(lái)減輕涌入電流。圖3顯示的是針對一個(gè)負載開(kāi)關(guān)的常見(jiàn)應用電路。
圖3：常見(jiàn)負載開(kāi)關(guān)應用電路
圖4顯示的是一個(gè)5V電源，其電壓被一個(gè)降壓轉換器降低至1.8V。在這個(gè)1.8V電壓軌加電時(shí)，在這個(gè)系統中施加了一個(gè)100µF的電容值。
圖4：沒(méi)有轉換率控制時(shí)的系統方框圖
在沒(méi)有受控上升時(shí)間時(shí)，這個(gè)開(kāi)關(guān)不提供任何的涌入電流管理；圖5中顯示了其結果。
圖5：沒(méi)有轉換率控制時(shí)的涌入電流和壓降
圖6顯示的是同一個(gè)系統，不過(guò)其中的TPS22965負載開(kāi)關(guān)（具有受控上升時(shí)間）控制電容負載。圖7顯示的是對應的波形。
圖6：具有TPS22965的系統方框圖
圖7：在進(jìn)行轉換率控制時(shí)的涌入電流和壓降
受控上升時(shí)間防止了電源電壓的壓降，并且將涌入電流減少到可以管理的范圍內。
較大的電容值會(huì )導致涌入電流，從而造成器件損壞、系統不穩定或有害的運行方式。對于涌入電流的管理來(lái)說(shuō)，TI負載開(kāi)關(guān)的使用是一個(gè)既小巧又省錢(qián)的解決方案。
免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問(wèn)題，請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
推薦閱讀：
