TI的专家你好:我们目前使用锂电池给开关电源供电,发现上电启动过程中,由于电池给开关电源的的输入电容充电导致非常大的冲击脉冲电流(300A以上),于是想使用TPS2491配合NMOS做限制冲击电流的缓启动;应用场景如下:

明纬电源内部的功能图和各个地方的负载电容如下:

当我们使用一个100W负载电容当负载的时候,发现能够正常启动:先是TPS2491做了功率限制,CT开始充电,随着VDS的电压减小,电流慢慢增大;功率限制120W左右,VIN52V左右,电流从2A向3A增加,当S的电压达到VIN时候,TPS2491把gate抬升到S的12V以上,完成NMOS的开启,可以看到一个电流脉冲应该是给输入电容完成没有充满的充电。后面看到有一个26.4A的脉冲,这一点应该是明纬电源后面的BOOST启动给后面3000uf的电容在充电(不知道开关电源是否是输入完全后再开启boost,希望有知道的朋友赐教);这个电流和我们设置的限定电流值25A符合,而且这个时候明显看到黄色的CT电压开始充电,说明在做电流限制;gate极在下降以完成限流。 这一切与设计的设想和TPS2491的描述基本一致。

而当我们把电源增加成一个1000W和一个500W电电源的时候,发现MOS被烧坏了,和上面一样的功率限制和电流限制参数;刚开始的时候也是在做功率限制,当功率限制到达60ms左右,GATE电压和S电压在反复的降低升高(打嗝);而此时看黄色的CT线,电压没有到达4V(我们人为设置的CT比较大做实验,防止上电阶段CT触发直接关断GATE);即使是打嗝期间也一直在做功率限制,CT电压在一直升高,电流也没有超标。7个打嗝之后,MOS击穿,GATE和S电压相同,冲击电流231A. 这个时候CT电压3.29V,由于功率和电流都解除,CT电压开始下降。

附上NMOS的SOA曲线:

我想请教下TI的专家:(1)加两个开关电源的应用中在限制功率的阶段,CT没有超时,电流也没有超过限制;是TPS2491内部有什么机制导致了它去把gate极拉低,然后到了另外一个触发条件又开始上升吗?
(2)从开关电源来看,这个输入电容两个加起来是1300uf(后面boost后面的那部分大电容是否不在这个启动阶段充电?) TPS2491能否应用在这种场景限制启动冲击电流?
(3)除了推荐的计算EXCEL以外,TI是否有计算让设计在SOA安全区的文档供我们参考?这部分对于数字电路出身的人来说还是比较难的,不好掌握





