电容引起的Inrush Current 评估

电容引起的Inrush Current 评估在上一篇文章电源输入端口防止Inrush电流电路中,我们有聊到电源的输入端口或者开关芯片的输出端,如果后端有较多的电容,那么在开关开通瞬间,会有

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在上一篇文章电源输入端口防止Inrush电流电路中,我们有聊到电源的输入端口或者开关芯片的输出端,如果后端有较多的电容,那么在开关开通瞬间,会有比较大的Inrush Current,对电源的稳定性会造成一定的冲击,甚至有可能导致电源Shut Down。

我们预防的措施,无非两种,第一种就是后端电容不要加得太多,或者分级别施加,这样,开关瞬间就没有那么大的电容充电。另外一种,就是在开关管上增加软启动电路,那么,软启动的上升时间需要设置为多少,才能有效地避免后端电路的inrush呢?

电容和电感器件,会有一个特性,就是电容的电压不会突变,电感的电流不会突变,都需要电荷对其充放电。电容的电流公式为 I= C*dv/dt。其中C为电容容值,dv/dt为电容两端电压随时间变化的斜率。电感的电压公式为 U= L * di/dt。其中L为电感感值,di/dt为电感两端电流随时间变化的斜率。本文只用到了电容的电流公式。

举例说明,如果开关管上升为3.3V时的时间为120us,后端电容为100uF时,那么inrush current的预估为 Iinrush= 10uF*3.3V/110us= 300mA。

实际的测试波形如下:(粉色为输入3.3V,蓝色为输出,绿色为输入端电流,100mA一格,时间轴为100us一格)

电容引起的Inrush Current 评估

大家可以看到,预估为300mA的inrush current,实际测出的inrush current会非常接近。有误差的原因是,dV/dt的值不是固定的,输出电容会有误差,因此会有细微差别。但对于我们在设计电路中评估inrush current已经足够了。只需要加上冗余,就是一个电源非常稳定的系统。

以上为我非常分享的inrush current的一个小技巧,希望对大家有所帮助。

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