原创 【博客大赛】开关电源的冲击电流控制方法略谈

       开关电源的输入一般有滤波器来减小电源反馈到输入的纹波，输入滤波器一般有电容和电感组成π形滤波器。由于电容器在瞬态时可以看成是短路的，当开关电源上电时，会产生非常大的冲击电流，冲击电流的幅度要比稳态工作电流大很多，如对冲击电流不加以限制，不但会烧坏保险丝，烧毁接插件，还会由于共同输入阻抗而干扰附近的电器设备。冲击电流的大小由很多因素决定，如输入电压大小，输入电线阻抗，电源内部输入电感及等效阻抗，输入电容等效串连阻抗等。这些参数根据不同的电源系统和布局不同而不同，很难进行估算。

    之前的一个项目中，由于采用分布式电源通过28V输入给13个模块供电，每一个模块上面都是±12V供电，正12V电源采用TPS5430实现，Cout为3个68uf的极性电容，-12V电源采用LM2576-12实现，Cout为2200uF/50v电容。第一版的电路没有更多的设计调整和冲击电流限制考虑，导致系统在初次完全链接上电后直接导致供电电源输出保护，目测供电电源瞬间电流超过17A，而供电电源只能最大输出10A的电流导致输出保护。

     第一次采用的办法是采用负温度系数的热敏电阻，在电子市场购买的nptc，但是对于瞬态冲击电流来说，反应速度太慢，而部件功耗都太大，导致上电还是不能正常，只能并联,4路输出，而当在增加一路时，电源输出保护。并且正常工作时，ptc的功耗很大，几乎都不能接触，电路可靠性变差，此方案排除。

第二次采用在电源输入级增加电感，同时减少TPS5439的输出电容，然后利用电感的通直流组交流的特性，可以抑制瞬态电流冲击。这时可以挂接8路输出，在增加输出通道时还是导致电源保护。

第三次采用的是分时上电的方法，每三路为一组，采用继电器分时控制打开，这样冲击电流可以减少很多。同时还保留了电源输入级的电感，这样在上电后就不会有瞬时电流冲击现象了。

做电路设计，在电源方面要注意以下几点：

1.开关电源使用的bulk电容必须是低ESR的电容

2.电源输入输出增加滤波电容至少两个，容差相差100倍

3.IC的电源IO用LC滤波

4.在PCB板的开关电源输入最前端增加共模和差模电感

5.在电源输入端增加π型滤波。