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
3.3.2 减小浪涌电流
图 3-5 中介绍了建模容性负载的一个简单示例。该电路显示了一个开关的简化模型，此开关使用 10µF 输出电容器驱动 24V 500mA 直流负载。在此示例中，电缆的电阻和电感分别为 100mΩ 和 5µH：
图 3-5 不受控制的电容器充电原理图
图 3-6 不受控制的电容器充电波形图 3-6 展示了不受控制的 dV/dT 会导致浪涌电流达到近 30A，并伴有严重的振铃。如果未对电流加以限制，这是给电容器充电的最快方法，但是对于许多系统来说，这种浪涌电流是不可接受的，并且无法受到输入电源轨的支持。
一种选择是找到一种方法来限制此电流，同时不影响系统或导致电容器充电时间过长。一个简单的解决方案是让设计人员添加一个 12Ω 的限流电阻器，如图 3-7 所示。
图 3-7 串联电阻电容器充电原理图
图 3-8 串联电阻电容器充电仿真添加 12Ω 限流电阻器会将峰值电流限制在 2A 以下，但由于该额外 12Ω 电阻上的功率耗散和电压降，这并不是可行的解决方案。对于 500mA 直流负载，这会在电阻器上增加 3W 额外功率耗散和 6V 压降。这种热耗散和电压降在大多数应用中是不可接受的。
即使是相对较小的 10µF 负载，也需要更好的解决方案。对于更大的容性负载，这些影响将进一步放大。
TI 智能高侧开关能够通过限流对容性负载进行线性充电，从而限制浪涌电流。为电容器充电时，智能高侧开关会识别过流事件并将输出电流钳制在可调的设定点。图 3-9 所示为 TPS2H160-Q1 在电流限值为 1A 的情况下为 470μF 电容充电的位置：
图 3-9 TPS2H160-Q1 在 1A 时的电流限制现在，电容器可完全充电，不允许输出电流超过 1A，也不会给系统增加明显的直流串联电阻。由于 FET 在此充电期间升温，最终会因为内部 MOSFET 工作模式之间的高温转换而出现一些振铃，但由于瞬态时间长度较短，这不会使系统面临风险。TPS2H160-Q1 的导通电阻仅为 160mΩ，因此在相同的 500mA 直流工作电流下，功率损耗和压降分别只有 40mW 和 80mV 。这些数值对于系统来说更容易接受，并且不会导致模块内部产生不必要的热量。
如果 1A 的浪涌电流太大，TPS2H160-Q1 可灵活地将电流限值进一步降低至 500mA，如图 3-10 所示。
图 3-10 TPS2H160-Q1 在 500mA 时的电流限制电容器上的电压以从不超过设定电平的恒定电流进行线性充电。在考虑限制浪涌电流的合理方案时应了解，TI 智能高侧开关电流限制功能能够提供一种平衡型解决方案，允许在驱动电容性负载的同时限制浪涌电流。