如何限制浪涌电流？

电器工程 电源 USB USB设备 瞬态抑制
2022-01-02 23:45:40

我正在设计一个由 USB 供电的设备。该设备使用 FTDI FT2232 芯片进行 USB 连接。根据来自计算机的命令，FT2232 芯片应通过 MOSFET 开关为电路的其余部分启用电源。这个附加电路的电容为 50uF（FPGA + aux stuff），由同一个 USB 端口供电。开关打开后，这个额外的 50uF 电容会吸收巨大的电流，直到它被充电。

如何限制此浪涌电流 1) 以避免电源轨上的电压降和 2) 避免 USB PTC 断开设备的电源？

将铁氧体磁珠与 MOSFET 开关串联以限制浪涌电流是否足够？或者我应该使用特殊的芯片，例如用于限制电流的芯片或用于转换速率控制的芯片？

注意：所有设备均由 3.3V 供电。因此，如果不阻止 LDO 输出稳定的 3.3V，5V 电压轨上的小幅下降应该不是问题。

3个回答

在 MOSFET 栅极中使用 RC 电路来减慢开启速度。

FTDI 应用说明之一有以下 USB Vbus 上的软启动电路示例：

在此处输入图像描述

USB 规范第11 章，互操作性和供电，对功耗设置了相当严格的限制。引电容只有10µF，避免电压降过大。有专门的 IC（如LM3525）可以同时进行电流限制和电源切换，这可能会有所帮助，但请确保其背后的电路正确处理缓慢的电压上升。一个掉电检测器可能就足够了，但一些设备需要许多特定顺序的电压。

其他答案很好，但如果您更喜欢单组件解决方案，则存在浪涌电流限制器。

我以前用过它们来防止热插拔电源时保险丝熔断。他们的操作真的很简单。基本上它们在室温下具有电阻，例如 5Ω。当您插入 5V 电源时，即使 ICL 的另一侧直接短路，浪涌电流现在也被限制为 1A。(5V/5Ω = 1A) 一旦电流流过 ICL，它就会开始升温，然后它的电阻会下降到非常接近 0Ω（查看数据表），就像组件不再在电路中一样。

我喜欢这些，因为它们通常很容易重新设计成现有的设计，而且它只是一个组件。

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