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限流軟啟動電路設計

CHANBAEK ? 來源:CSDN博主yummy說電子 ? 作者:CSDN博主yummy說電子 ? 2023-04-26 14:45 ? 次閱讀

上一篇文章中,當使用固定的電阻限流時,電流大小受VCin和VCL的差影響,安全上電瞬間的電流是最大的,隨后電流按指數曲線逐漸變小。電阻值需要保證安全上電瞬間,最大電流也不會超過設定值ISET。隨后的電流就更小于ISET。這固然安全,但是也會造成電容CL充電過慢,后一級電路得到足夠電壓用時太長。

如果可以把電流始終限制在ISET以下,可以去掉限流電阻,讓電流保持略小于ISET,快速充電。如下圖,電流曲線的積分為VCL,左右兩圖的陰影面積大小相同,可以看出,電容CL得到相同的電壓時,限流電路充電時間t2明顯小于固定電阻充電時間t1。

pYYBAGRIx7yAc8C7AADXwvJxLas287.png

電源與PMOS之間串聯一個小電阻R4,就可以得到限流電路:

pYYBAGRIx9OAHDmKAAC7frCi-Y8961.png

設R4電阻值為R,流過電阻的電流為I。把比較器的反相輸入端接在R4與PMOS之間,則反相輸入端的電壓:

wKgZomRIx9aAPwo0AAADC0IXglg246.png

同相輸入端接設置電壓VSET。開關閉合瞬間,I非常大,uN很小,uP > uN,PMOS不導通。由于PMOS不導通,所以I幾乎為0,uN≈VCC,uP < uN,PMOS導通。此時I非常大,uN很小,uP > uN,PMOS不導通。以此類推,可以看出PMOS在導通與截止狀態間迅速切換,控制著電流的大小。令uN=uP,可得設定電流與參考電壓的關系:

wKgZomRIx-CAZJT-AAAEMs8pBRU938.png

限流軟啟動電路比電阻+并聯開關軟啟動方案為電容CL充電的速度快,由于R4的存在,也略微增大了穩態時的能量損耗,此電阻的阻值很小,我用的是0.2歐姆。下圖是它的效果波形截圖,黃色是電流采樣電路的輸出,通過公式I=2V可以計算出浪涌電流的大小。藍色是負載電容的電壓。

pYYBAGRIx_uAfGu_AAH8iD63AFk270.png

電流不超過2A,保持在最大值約11mS,然后極速下降。電流在最大值期間,VCL勻速上升。

這幾篇文章講述的軟啟動方式可以相互配合,實現更好的軟啟動效果。如下圖是限流軟啟動電路與電阻+并聯開關軟啟動電路配合使用的效果,用限流的方式代替固定電阻,用電阻+并聯開關消除電阻上穩態時的能量損耗。

pYYBAGRIyBCAV_UIAAIACTx7nGM552.png

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