ZHCABN9A May 2019 – February 2022 TPS1663 , TPS24710 , TPS24711 , TPS24712 , TPS24713 , TPS2660 , TPS2663
2 启动时以恒定浪涌电流和输出压摆率为容性负载供电
电容器在启动时从电源吸收大量电流，这会导致电源因过载而跳闸。为了限制进入电容器的浪涌电流，可使用电源开关在电容器启动时对其进行恒流充电。使用浪涌电流为电容器充电时，输出电压会随时间线性增加。例如，TPS2660 器件在 dVdT 引脚上有一个电容器，用于控制输出压摆率并限制输出电容器的浪涌电流。图 2-1 提供了使用 TPS2660 以恒定浪涌电流为电容器充电的应用电路。
图 2-1 TPS26600 以恒定浪涌电流为电容器充电的应用电路
上电时，输出电容的电压为零，功耗为 (VIN X IINRUSH)。随着为电容器充电，功率器件两端的电压降和功耗降低。为将输出电容器充电至 VIN 电压，在启动期间，电源开关消耗的平均功率为 (0.5 × VIN X IINRUSH])。图 2-2 提供了 COUT 为 1mF、IINRUSH 为 115mA 的功耗。
图 2-2 COUT = 1mF、IINRUSH = 115mA 时的功耗对于较低的电压和较低的输出电容，可以以恒定的浪涌电流和恒定的输出压摆率对电容器进行充电。但随着输出电容和输入电压的增加，上电时电源开关的功耗也会增加，并可能导致热关断和启动中断。表 2-1 提供了启动时间为 209ms、恒定输出压摆率为 115V/s 时耗散的功率。
表 2-1 负载电容耗散的功率
| VIN | IINRUSH | COUT | 耗散的平均功率 |
|---|---|---|---|
| 24V | 115mA | 1mF | 1.38W |
| 24V | 250mA | 2.2mF | 3W |
| 24V | 540mA | 4.7mF | 6.5W |
| 24V | 1725mA | 15mF | 20.7W |
随着更高电压下功耗的增加以及输出电容的增加，电源开关进入热关断状态并导致启动中断。图 2-3 显示了在输出电容为 15mF 且 VIN 为 24V 时电源开关的热关断而导致的启动中断。
若要使用 TPS2660x 器件进行设计并实现干净启动，请参阅 TPS26600 设计计算器。
图 2-3 采用恒定浪涌电流时的启动中断