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在進行較大電壓、較大電流供電產品的研發設計時,測試產品在啟動瞬間的沖擊電流(Inrush Current)是一個至關重要的環節。過大的沖擊電流可能對電源、電池及電路元器件造成損害,影響產品的穩定性和壽命。

在一次項目測試中,某電路板在通電啟動瞬間,產生了非常大的沖擊電流。通過示波器監測發現,其峰值電流一度達到了14A以上,如下圖所示,這對電池和電路構成了潛在風險。



針對這一問題,通常的解決方案是增加緩啟動(Soft-start)電路。
該電路的電源通路主要由一個PMOS管負責通斷控制。PMOS的導通與關斷則由單片機(MCU)的IO口通過驅動一個三極管來實現。緩啟動電路的設計核心在于減緩PMOS管的導通速度,從而平滑地建立電流,避免瞬時峰值。
具體的實現方法是在PMOS管的柵極(Gate)和源極(Source)之間并聯一個合適的電容。當控制信號使PMOS導通時,這個電容會減緩柵極電壓的變化速率,從而延長PMOS管從關斷狀態到完全導通狀態的過渡時間,有效抑制沖擊電流的產生。

在理論指導下,工程師在PMOS的柵極和源極之間接入了電容,并對不同容值的電容進行了測試。實驗發現,電容值的選擇直接影響著沖擊電流的抑制效果。
經過反復試驗與優化,最終選擇了一個最合適的電容值。安裝該電容后,再次對電路板進行上電測試,結果顯示,開機沖擊電流被成功抑制到了2.6A,改善效果非常顯著,如下圖所示。


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