上电冲击电流的抑制

登录 · 发表于 2015-6-15 11:19

电路简图如附件中的图1，使用NMOS实现电子开关的功能，通过控制G极电压来实现输出电压的开启与关断。后级不接容性负载时，就没有上电冲击电流，后级接容性负载时，就有很严重的冲击电流。

为了抑制上电冲击电流，使用PWM脉冲来控制G极电压，使其缓慢上升，大概有25ms的爬坡时间。

问题是：上电时，电压的爬坡过程很好，平稳上升，但是还是在上电瞬间存在冲击电流。测试波形如附件中的图2，黄色的是电压上升的波形，蓝色的是电流波形。带3A的容性负载，上电瞬间的冲击电流达5.92A。

请问各位大神，有什么方法可以抑制或者消除这个上电冲击电流，使上电时电流也平稳上升，没有瞬间的冲击？

谢谢！

发表于 2015-6-15 11:28

本帖最后由 cjseng 于 2015-6-15 11:35 编辑

你用NMOS来控制，G极电压有那么高吗？
冲击电流是电容充电产生的，要限制，只能限制充电电流了，把MOS管换成三极管倒是可以更方便地控制电流了，不过损耗也大了
再串个电感吧。

发表于 2015-6-15 12:36

输入级加个PTC限流电阻，充电差不多时候通过继电器短路PTC

发表于 2015-6-15 12:39

GS或GD之间加电容

发表于 2015-6-15 14:45

cjseng 发表于 2015-6-15 11:28
你用NMOS来控制，G极电压有那么高吗？
冲击电流是电容充电产生的，要限制，只能限制充电电流了，把MOS管换 ...

G极使用了升压电路，可以满足GS之间的压差要求。
之所以选择NOMS，而不使用PMOS，是因为一般PMOS的导通阻抗RON都比较大，NMOS的小些。
后级串个电感，这个方法尝试过，没有改善。

发表于 2015-6-15 15:50

guanghui211 发表于 2015-6-15 14:45
G极使用了升压电路，可以满足GS之间的压差要求。
之所以选择NOMS，而不使用PMOS，是因为一般PMOS的导通阻 ...

没改善是为什么。串联个电感，抑制电流变化，测试出来不行吗？

登录 · 发表于 2015-6-15 16:52

华丽生活发表于 2015-6-15 15:50
没改善是为什么。串联个电感，抑制电流变化，测试出来不行吗？

确实没有效果，串联了2种电感测试，见附件。1、串联4.7uH，冲击电流5.64A，稍微小了一点，但是基本不起作用。
2、串联10uH，冲击电流6A，跟原来的5.92A差不多。

发表于 2015-6-16 16:14

本帖最后由 eyuge2 于 2015-6-16 16:40 编辑

请问一下，你的电流是通过什么方法测量出来的。在负载串联了小阻值的取样电阻到地，然后测取样电阻上的电压？你用的泰克什么示波器，用的什么探头，直接测电流？

你的pwm频率是多少，波形是什么样的。能用示波器同时测量pwm信号吗，把三路波形同时显示出来，看一下电流与pwm的关系。
推荐你看一个文档 https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-1030.pdf

发表于 2015-6-17 09:39

PWM控制G级怎么会是这种缓慢上升的波形？PWM信号处理后的吧？另外加电感的话你那太小了

发表于 2015-6-26 11:26

eyuge2 发表于 2015-6-16 16:14
请问一下，你的电流是通过什么方法测量出来的。在负载串联了小阻值的取样电阻到地，然后测取样电阻上的电压 ...

电流是直接使用泰克示波器的电流探头来测试的。

发表于 2015-6-26 11:31

bluecup 发表于 2015-6-17 09:39
PWM控制G级怎么会是这种缓慢上升的波形？PWM信号处理后的吧？另外加电感的话你那太小了 ...

是的，G级电压是PWM信号处理之后的。
那么，应该加多大的电感比较合适呢？受单板空间的限制，电感的体积不能太大。

发表于 2015-6-26 11:32

eyuge2 发表于 2015-6-16 16:14
请问一下，你的电流是通过什么方法测量出来的。在负载串联了小阻值的取样电阻到地，然后测取样电阻上的电压 ...

这个文档已拜读，文中建议在GS之间加电容来抑制冲击电流。
已经尝试过这个方法，冲击电流还是没有改善。

发表于 2015-6-26 15:33

to 12楼
他的文档不只是通过增加电容来抑制电流冲击，建议你使用与它类似的电路做试验看看。另外他的参考文档上还提到了其他文档，也建议看看。

我个人觉得PWM不会有什么作用。从示波器波形图上看，冲击电流应该在2ms左右达到最大。你PWM的频率是多少？

建议将使用pwm和直接电平驱动的冲击电流图贴出了，对比一下。也供大家学习一下。多谢！

发表于 2015-6-26 18:58

本帖最后由一从陶令于 2015-6-26 18:59 编辑

对于控制Vin的缓启动电路，不是通常采用P-MOSFET控制吗？用N-MOSFET控制的话，源极电压随着容性负载的加载会变化，即使栅极电压是平稳增加的，G-S电压也是跳跃式的。

P-MOSFET在G-S之间通过电阻网络加电容构成一个戴维南等效的缓启动电路应该可以。

供参考。

发表于 2015-6-26 19:14

PWM法是没办法抑制接通瞬态电流的，短时接通仅仅降低了平均电流，如果你的示波器具有足够高的带宽，那么你会看到PWM法的接入起始电流跟直接接入没有差别。解决办法只有一个，临时性增加回路阻抗。

发表于 2015-6-26 20:26

不管PMOS NMOS，gd加电容都是最有效的方法。

发表于 2018-8-31 21:38

楼主问题解决了吗？我这个也是有NMOS管的电路，上电带负载有大电流，不带负载就没有

发表于 2018-9-1 10:01

根据你电压爬坡图，0V开始非常线性，那么后面哪怕接的是纯电容的话，物理上只能是一个恒流过程，绝不可能是这样一个冲击电流过程，放大一下起始段看看，如果没有明显弯曲，那么就是测量过程有问题了。

发表于 2019-1-26 14:20

群主，这个问题最后怎么解决的？

发表于 2019-1-27 10:34

上电之前，到上电瞬间，管子是截止还是导通的？

如果上电瞬间，管子确实是截止的，脉冲就是管子的电容 Cds 与负载电容的充电电流造成的，在管子之前串接电感，应该是有效的。但电感的分布电容应该足够小。

还有一种可能，上电瞬间，管子的电容 Cdg 充电，使管子瞬间导通，之后后很快截止，导致脉冲电流产生。如果是这样，就在栅极事先加一个负压，使之可靠截止。上电之后，再控制栅极，使其导通。

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