ZHCAAB9E February   2021  – March 2021 TPS1H000-Q1 , TPS1H100-Q1 , TPS1H200A-Q1 , TPS1HA08-Q1 , TPS25200-Q1 , TPS27S100 , TPS2H000-Q1 , TPS2H160-Q1 , TPS2HB16-Q1 , TPS2HB35-Q1 , TPS2HB50-Q1 , TPS4H000-Q1 , TPS4H160-Q1

 

  1.   商标
  2. 1引言
  3. 2驱动电阻性负载
    1. 2.1 背景
    2. 2.2 应用示例
    3. 2.3 为何使用智能高侧开关？
      1. 2.3.1 精确的电流检测
      2. 2.3.2 可调电流限制
    4. 2.4 选择合适的智能高侧开关
      1. 2.4.1 功率耗散计算
      2. 2.4.2 PWM 和开关损耗
  4. 3驱动电容性负载
    1. 3.1 背景
    2. 3.2 应用示例
    3. 3.3 为何使用智能高侧开关？
      1. 3.3.1 电容性负载充电
      2. 3.3.2 减小浪涌电流
        1. 3.3.2.1 电容器充电时间
      3. 3.3.3 热耗散
      4. 3.3.4 电容性浪涌期间的结温
      5. 3.3.5 过热关断
      6. 3.3.6 选择正确的智能高侧开关
  5. 4驱动电感性负载
    1. 4.1 背景
    2. 4.2 应用示例
    3. 4.3 为何使用智能高侧开关？
    4. 4.4 导通阶段
    5. 4.5 关断阶段
      1. 4.5.1 退磁时间
      2. 4.5.2 退磁期间的瞬时功率损耗
      3. 4.5.3 退磁期间耗散的总能量
      4. 4.5.4 测量精度
      5. 4.5.5 应用示例
      6. 4.5.6 计算
      7. 4.5.7 测量
    6. 4.6 选择正确的智能高侧开关
  6. 5驱动 LED 负载
    1. 5.1 背景
    2. 5.2 应用示例
    3. 5.3 LED 直接驱动
    4. 5.4 LED 模块
    5. 5.5 为何使用智能高侧开关？
    6. 5.6 开路负载检测
    7. 5.7 负载电流感测
    8. 5.8 恒流源
      1. 5.8.1 选择正确的智能高侧开关
  7. 6附录
    1. 6.1 瞬态热阻抗数据
    2. 6.2 退磁能量特性数据
  8. 7参考文献
  9. 8修订历史记录

3.3.1 电容性负载充电

当电压施加到未充电的电容器时，电容器将汲取电流，直至其电压等于电源电压。浪涌电流的大小与电容器上的电压随时间变化的速率成正比。产生的浪涌电流可通过Equation16 计算得出，并如图 3-3 所示。

Equation16. GUID-20200811-CA0I-FXZ2-BMH1-XV9ZDQ6LPVH2-low.png
GUID-B8722808-9B7A-4738-B88A-670C155354BB-low.gif图 3-3 电容性负载充电图

当开关闭合且电压首次施加到电容器时，dV/dT 由图 3-3 中的开关使输出电压升高的速率决定。根据此速率，浪涌会非常高，并且只会受制于开关输出端与电容器之间的布线中存在的寄生电阻和电感。在 IINRUSH 不受任何限制的情况下，这些大电流会导致输入电压电源的电压下降，使得电源可能会因为所需的高功率水平而崩溃。在图 3-4 中可以看到这一点；其中，对具有高 dV/dT 的电容器充电会引起峰值高达 40A 的浪涌电流，并导致黄色输入电源电压显著下降。

GUID-E66FE3AA-AB45-48D0-A94D-1259D569CF04-low.gif图 3-4 浪涌导致电源电压下降的示例

这种输入电源电压下降则预示着，连接到同一电压电源的任何其他系统必须在即使电源不稳定的情况下也能够正常运行，而不会出现任何变化。此外，40A 电流本身会引起问题，因为现在必须对系统进行分析，以确保不会因流过电缆和连接器的电流过大而造成任何损害。这意味着系统将更复杂、更昂贵，具体体现在：

  • 为了适应大电流，需要更大的布线和连接器
  • 为了防止电源电压下降，需要更强大的电源
  • 为了实现器件的持续运行，需要在下游系统的输入端增加大容量电容器

为了消除这些系统隐患，有必要制定一种解决方案，让系统能够驱动电容器并以受控速率为电容器充电，而不允许电容器汲取大量浪涌电流。在下一部分中，我们将说明如何使用具有可调电流限制特性的智能高侧开关来实现这一目标。