[FAQ] [参考译文] [常见问题解答]从 LDO 角度来看、浪涌电流

• 浪涌电流是否会对器件造成永久损坏？

如果电流达到或超过内部键合线的熔合电流、则可能会损坏 LDO。 但是、键合线能够承受的最大电流通常高于浪涌事件期间的最大电流。 熔断电流在很大程度上取决于导线键合的材料属性、长度、直径和温度、因此实际熔断电流会因器件而异。 通常、键合线能够承受器件额定电流的5倍或更多。

• 浪涌电流是否可以超过指定的电流？

是的、例如、额定标称输出电流为500mA 且最大电流限制为1.1A 的 LDO 可能会遇到接近1.35A 的浪涌电流峰值、如下所示：

可以观察到、在浪涌电流之后、器件仍然可以工作并继续调节其标称输出电压。 例如、对于该器件、在1ms 脉冲下允许的最大电流为2.98A 这是为了避免内部键合线熔断。 在 µs 50 μ s 的时间内、峰值电流接近1.35A、远低于保险丝电流、表明器件未出现损坏、将继续按预期工作。

• 为什么电流限制不会立即生效？

电流限制电路是一个控制环路、与所有控制环路一样、最短响应时间由控制环路的带宽设置。 此外、在启动期间、基准电压开始上升、因此误差放大器检测到一个低输出电压并尝试尽可能地驱动 Pass FET 以使输出电压进入稳压状态。 在此期间、所有内部电路也会加电、因此电流限制电路可能无法完全导通、因此 LDO 在激活电流限制时可能会经历稍长的延迟、从而导致峰值电流高于电流限制值。

• 如果浪涌电流超过电流限制、器件是否会进入热关断状态？

在某些情况下、电流可能足够高、以至于 LDO 上耗散的功率足以达到热关断状态。 但是、浪涌电流事件的持续时间通常较短、这可能不足以使 LDO 达到足够高的结温以激活热关断。

• 如何管理浪涌电流并防止输入电压下降？

可以通过不同的方法来减小浪涌电流。 一种方法是减小输出端(Cout)的电容、因为浪涌电流与负载端的电容成正比、如以下公式所述：

IINRUSH=CLOAD dV/dt

此外、通过缩短 VOUT 的上升时间、它还将减小浪涌电流的大小、如上面的公式所示。 这可以通过实施外部电路来实现、例如在输出之后使用 PMOS FET、或者在如今、我们的许多较新的 LDO 提供软启动功能、即内部电路或具有额外引脚来支持此功能。

在浪涌电流事件期间，如果为 LDO 供电的电源无法处理浪涌电流，系统将会出现压降。 对于某些系统、防止这种压降非常重要、尤其是在输入电压轨由不同器件共享的情况下。 有不同的方法可帮助减轻输入电压的压降。

通常情况下、具有导通序列有助于缓解所经历的压降。 通过以受控方式打开不同的元件、使其不会同时启动、有助于减少启动系统所需的最大浪涌电流、从而降低压降。

防止压降的另一种方法是最大程度地减小从源极到 LDO 的阻抗。 这可以通过将多个低 ESR 电容器并联放置在尽可能靠近输入引脚的位置并使 GND 连接靠近 GND 引脚来实现。 这还将通过降低电容器和 LDO 之间的 PCB 环路电感来提高 LDO 性能。 设计 PCB 时、使电源和 LDO 之间的布线尽可能使用最短和最宽的布线、从而降低布线的 ESR 和 ESL。  总体而言、通过最大限度地减小输入电源阻抗、浪涌电流可以更自由地流动、从而最大程度地减小压降。

如果需要更多信息、请参阅以下应用手册：

“管理浪涌电流”

《线性稳压器的单调浪涌电流限制启动》

《TPS720xx 中的浪涌电流限制》

《LDO 线性稳压器的软启动电路》