电子设计教程41：软启动电路-电阻+并联开关

た入场券 2023-03-02 04:54 129阅读 0赞

NTC热敏电阻最小也有1Ω的电阻，仍有损耗。如果在无需限制电流的时候，把电阻短路，那么损耗几乎为0。开关闭合以后，负载的输入端的电容CL充电，电压逐渐上升。可以把CL的电压作为判断条件，如果V\_CL电压低于设定值V\_SET，将电阻接入电路；如果V\_CL电压高于V\_SET，将电阻短路。本电路采用PMOS作为下边的这个开关。  
![在这里插入图片描述][20200727173141276.png]

使用运放做比较器可以比较V\_CL与V\_SET，使用继电器可以实现类似于“单刀双掷”的开关功能。以下是一种设计方式。  
![在这里插入图片描述][20200727173156744.png]

初始状态V\_CL为0，小于V\_SET，运放同相输入端电压大于反相输入端，输出高电平，PNP三极管不导通，继电器不工作，限流电阻R接入电路。开始充电的瞬间，限流电阻抑制浪涌电流。充电期间V\_CL电压逐渐上升，当V\_CL>V\_SET时，运放输出低电平，PNP三极管导通，继电器工作，触点切换，限流电阻被短路。但此时，由于VCL与+5V的压差已经变小，故电流也变小。此电路的控制逻辑可以根据实际需求修改。  
  当然，使用继电器短路电阻的方式也有缺点，比如电流较大时，继电器的触点断开与接触瞬间可能产生电火花；继电器线圈的电感效应可能会对充电电流有一些影响，本电路用PMOS管替换PNP三极管与继电器，简化设计。PMOS管的控制逻辑与PNP三极管一样，运放输出低电平时导通，导通时S与D之间（从上到下）压降非常小，可以认为把电阻短路。  
  我并不太清楚这种软启动电路学名叫什么，根据原理，姑且称之为电阻+并联开关软启动电路。  
  在此电路的基础上稍加改进，做成可以实际应用的电路。用TL431产生基准电压，并在基准电压的基础上可以使用电位器微调，作为V\_SET。用上拉电阻给PMOS确定初始状态。限流电阻的大小可以根据具体的需求确定，一般选几欧姆就行。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2dlZWtfbW9ua2V5_size_16_color_FFFFFF_t_70]

下图是它的效果波形截图，黄色是电流采样电路的输出，通过公式I=2V可以计算出浪涌电流的大小。蓝色是负载电容的电压。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2dlZWtfbW9ua2V5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

启动浪涌电流约0.8A，随后电流快速减小。等到VCL达到4.2V左右的时候，由于PMOS导通，电阻被短路，所以再次产生浪涌电流，大小约2A。

[20200727173141276.png]: /images/20230208/95d9e43861454352af8a4b8647308230.png
[20200727173156744.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200727173156744.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2dlZWtfbW9ua2V5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020072717322648.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2dlZWtfbW9ua2V5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2dlZWtfbW9ua2V5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200727173237696.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2dlZWtfbW9ua2V5,size_16,color_FFFFFF,t_70