关于开关转换器输出浪涌的启动问题

许多开关转换器设计是由严苛的输出噪声要求驱动的。对低输出噪声的需求促使设计人员加大输出滤波，例如在输出端使用多个电容。随着输出轨上电容的增加，过大浪涌电流可能会给启动过程造成问题，导致电感饱和或损坏功率开关。 

不同于开关控制器，单片开关稳压器的功率开关在芯片内部。这对于负载点开关转换器应用而言是一种理想方法，因为它具有更小的PCB尺寸和更好的栅极驱动电路设计等优点。这意味着，为了避免损坏开关和稳压器芯片本身，过流保护是必须的。双通道、高性能DC-DC单芯片开关稳压器ADP5070就是一个例子，如图1所示。 

在输出过载情况下或启动时会有大电流流过内部开关的情况下，为防止电路受损，开关稳压器制造商在单芯片开关稳压器上会采用不同的限流技术。尽管存在限流保护，开关稳压器仍可能无法正常工作，尤其是在启动期间。例如，打嗝模式用作限流保护手段时，在初始上电期间，输出电容仍处于完全放电状态，开关稳压器可能进入打嗝模式，导致启动时间延长或可能根本不启动。除负载外，输出电容可能会引起过大的浪涌电流，导致电感电流升高并达到打嗝模式限流阈值。

图1.采用ADP5070稳压器的开关转换器

开关转换器内部集成功率开关，使限流保护成为基本功能。常用限流方案有三种：恒流限流、折返限流和打嗝模式限流。

对于恒流限流方案，当发生过载情况时，输出电流保持恒定值(ILIMIT)。因此，输出电压会下降。这种方案通过逐周期限流实现，利用流经功率开关的峰值电感电流信息检测过载状况。

图2.逐周期恒流限流

图2显示了在峰值限流方案中，一个降压转换器在正常和过载情况下的典型电感电流。在过载状况期间，如ILIMIT所示，当检测到的峰值电流大于预定阈值时，开关周期终止。 

在恒流限流方案中，输出电流保持在ILIMIT，导致稳压器功耗很高。此功耗会导致结温升高，可能超过热限值。