用負載開關減少湧入電流
發布時間:2021-01-03 責任編輯:wenwei
【導讀】在(zai)大(da)多(duo)數(shu)係(xi)統(tong)中(zhong),為(wei)了(le)確(que)保(bao)電(dian)源(yuan)軌(gui)電(dian)壓(ya)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)壓(ya)降(jiang),電(dian)容(rong)器(qi)遍(bian)布(bu)於(yu)整(zheng)個(ge)設(she)計(ji)中(zhong)。當(dang)電(dian)源(yuan)剛(gang)剛(gang)被(bei)施(shi)加(jia)到(dao)係(xi)統(tong)中(zhong)時(shi),為(wei)這(zhe)些(xie)電(dian)容(rong)器(qi)充(chong)電(dian)會(hui)導(dao)致(zhi)一(yi)個(ge)湧(yong)入(ru)電(dian)流(liu),如(ru)果(guo)不(bu)加(jia)以(yi)處(chu)理(li)的(de)話(hua),這(zhe)個(ge)電(dian)流(liu)會(hui)造(zao)成(cheng)數(shu)個(ge)係(xi)統(tong)問(wen)題(ti)。
圖1顯示的是一個使用一個電源—DC/DC,低壓降 (LDO) 穩壓器,或者外部電源—為一個下遊負載供電的係統示例。

圖1:典型配電電路
xitongqidongshi,dianyuanjiangshangshengdaojingwenyadianya。suizhedianyazengjia,yiguyongrudianliujinruweibeichongdiandedianrongqi。dangdianrongfuzaibeiqiehuandaoyigedianyuangui,bingqiebixubeichongdianzhinagedianyadianpingshi,yehuichanshengyongrudianliu。jinruzhegedianrongqideyongrudianliudeshuliangyoudianyaxieshengdexielvjueding,youfangchengshi1表示:
(1)在這裏,IINRUSH 表示由電容所導致的湧入電流的數量,C代表總電容值,dV是斜升期間電壓的變化量,而dt是電壓斜升時的上升時間。
湧入電流帶來的問題
zhuyaoyoulianggeyuyongrudianliuxiangguandegulv。diyigegulvjiushidianlubanshangdejixianhezujiandejueduizuidadianliuedingzhi。quanbujietouheduanzikuaidoujuyoutedingdedianliuedingzhi,ruguochaoguolezhexieedingzhidehua,huisunhuaizhexiebujian。xiangside,zaijinxingPCB跡線設計時,都要將特定的電流承載能力考慮在內,而這些PCB跡線也存在被損壞的風險。
不過,在針對較大湧入電流峰值進行設計時,將會導致較厚的PCB跡線和更加耐用的接頭,而這會增加總體設計的尺寸和成本。隨著湧入電流的減少,你可以優化這些跡線和接頭,以實現更小巧、價格更低的設計。
第di二er個ge擔dan心xin就jiu是shi當dang電dian容rong負fu載zai接jie通tong至zhi已yi經jing穩wen定ding的de電dian壓ya軌gui時shi會hui出chu現xian問wen題ti。如ru果guo這zhe個ge電dian源yuan不bu能neng處chu理li為wei這zhe個ge電dian容rong器qi重zhong現xian所suo需xu要yao的de湧yong入ru電dian流liu數shu量liang,那na麼me這zhe個ge電dian壓ya軌gui上shang的de電dian壓ya將jiang被bei下xia拉la。圖tu2顯示了這一運行方式。

圖2:由湧入電流所導致的電源暫降
該如何設計來應對湧入電流:TPS22965應用
你可以通過增加負載電容的電壓上升時間,並且減慢電容器的充電率來減少湧入電流。所有TI負載開關(TPS229xx產品)均特有一個受控輸出轉換率來減輕湧入電流。圖3顯示的是針對一個負載開關的常見應用電路。

圖3:常見負載開關應用電路
圖4顯示的是一個5V電源,其電壓被一個降壓轉換器降低至1.8V。在這個1.8V電壓軌加電時,在這個係統中施加了一個100µF的電容值。

圖4:沒有轉換率控製時的係統方框圖
在沒有受控上升時間時,這個開關不提供任何的湧入電流管理;圖5中顯示了其結果。

圖5:沒有轉換率控製時的湧入電流和壓降
圖6顯示的是同一個係統,不過其中的TPS22965負載開關(具有受控上升時間)控製電容負載。圖7顯示的是對應的波形。

圖6:具有TPS22965的係統方框圖

圖7:在進行轉換率控製時的湧入電流和壓降
受控上升時間防止了電源電壓的壓降,並且將湧入電流減少到可以管理的範圍內。
較大的電容值會導致湧入電流,從而造成器件損壞、係統不穩定或有害的運行方式。對於湧入電流的管理來說,TI負載開關的使用是一個既小巧又省錢的解決方案。
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