我們?nèi)粘Ｉ钪锌倳?huì)接觸到很多充電設(shè)備，如筆記本，拓展塢等，在這些設(shè)備中為了保證電源的穩(wěn)定性會(huì)使用比較多的電容，這能夠保證設(shè)備電源穩(wěn)定，但同時(shí)也會(huì)帶來(lái)問(wèn)題，如初始上電時(shí)，給電容充電，如果電容數(shù)量比較多，容值比較大，那么它的inrush Current將會(huì)很高，尤其是DC電源入口端，就有可能會(huì)出現(xiàn)給幾百上千uF電容充電的情況。

那么如何避免inrush current，就是各個(gè)設(shè)備廠商需要解決的問(wèn)題。

最簡(jiǎn)單的方式，找一顆帶軟啟動(dòng)的芯片，這樣inrush current可以限制到很小。我這里不對(duì)這一方式就是介紹，因?yàn)?，只需要看芯片的使用?guī)格即可，沒(méi)啥好講的。

所謂的帶軟啟動(dòng)的芯片，本質(zhì)是什么呢？它為什么可以消除inrush current呢？如果使用過(guò)這類芯片，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，所謂的軟啟動(dòng)，就是開(kāi)關(guān)芯片的輸出從0到完全輸出是一個(gè)相對(duì)固定的時(shí)間，即“緩慢上電”，在低電壓的時(shí)候，電容的充電電流會(huì)小很多，同時(shí)芯片內(nèi)部的MOSFET阻抗會(huì)大很多，有一個(gè)限流的作用，然后慢慢的一步一步將開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，這樣就可以將inrush current消除。

知道了上面的工作原理，那我們是不是可以通過(guò)一個(gè)外部的MOSFET就可以實(shí)現(xiàn)消除inrush current呢？這樣的成本肯定會(huì)低于專門(mén)采購(gòu)一顆帶軟啟動(dòng)的芯片的。

我們以PMOSFET為例，如果我們讓PMOSFET的Vgs電壓緩慢上升，直至達(dá)到MOSFET的導(dǎo)通閾值Vth，是不是就可以實(shí)現(xiàn)消除inrush current了呢？如下圖所示：

其中，假定C1 1000uF作為負(fù)載電容，如果不做任何處理，對(duì)1000uF的電容充電，那么inrush current還是會(huì)比較大的。上圖中，Q1和Q2是PMOSFET，作為路徑的導(dǎo)通，如果將圖中C2容值調(diào)大，即Q1和Q2的Vgs上升就會(huì)比較緩慢，這個(gè)時(shí)候，負(fù)載端的電壓上升就會(huì)變緩慢，同時(shí)，Q1和Q2的的放大區(qū)時(shí)間延長(zhǎng)，在放大區(qū)較大的阻抗會(huì)進(jìn)行限流，進(jìn)而消除inrush current。

那么，上面的電路有沒(méi)有缺點(diǎn)呢？當(dāng)然會(huì)有，C2電容選取越大，Q1和Q2處于放大區(qū)的時(shí)間越久，MOSFET發(fā)熱量會(huì)越大，這個(gè)時(shí)候就會(huì)很容易將MOSFET燒掉。因此，C2的電容值也不能太大，需要選取一個(gè)中間值。這個(gè)中間值的選取將是一個(gè)比較大的麻煩，而且MOSFET的不一樣，會(huì)導(dǎo)致C2的不一樣，而且，很有可能沒(méi)有一個(gè)比較理想的中間值。

我們繼續(xù)對(duì)上面的電流進(jìn)行改進(jìn)，如果在MOSFET工作在放大區(qū)的時(shí)候，我們引入另外一路供電路徑，對(duì)電容進(jìn)行預(yù)充，那是不是就可以減小MOSFET的壓力，這樣C2電容的選取就更加容易方便了呢？如下圖所示：

上圖中，利用PNP三極管或者小的PMOSFET管來(lái)格外增加了供電路徑2，當(dāng)輸入電源接上，C2電容充電過(guò)程中，路徑2的PNP或者PMOSFET會(huì)先一步導(dǎo)通，此時(shí)，R5，R6，R7會(huì)對(duì)充電電流進(jìn)行限流，保證預(yù)充電流不會(huì)超出規(guī)格范圍。C2充電過(guò)程中，MOSFET的阻抗會(huì)比較大，充電電流會(huì)預(yù)先通過(guò)路徑2，這樣，Q1和Q2的發(fā)熱會(huì)有明顯降低，進(jìn)而保護(hù)Q1和Q2不被損壞，相應(yīng)的C2的選值范圍可以大一些。

以上就是消除inrush current的電路。當(dāng)然，這個(gè)電路也有一定的缺點(diǎn)，如會(huì)增加待機(jī)功耗，PCB的面積會(huì)增加，等等。

我這里只是提供一個(gè)最基礎(chǔ)的思路，如待機(jī)功耗的增加，可以通過(guò)MCU的GPIO pin在起電之后，將路徑2關(guān)掉等，可以一定程度進(jìn)一步優(yōu)化該電路。我這里不做更多的拓展了，希望對(duì)大家有所幫助。