4 自動(dòng) PWM 式電容器充電

如 圖 5 中所示，PCB 中的高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器輸出會(huì)透過從 1 公尺到數(shù)公尺不等的冗長纜線連接至遠(yuǎn)端 ECU。例如，50A 電線 (8AWG) 線束的特性為每公尺 2m? 和每公尺 1.5μH。D1 二極體是屬於系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一部分，可為纜線線束電感電流提供續(xù)流路徑。高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器具有強(qiáng)大的閘極驅(qū)動(dòng)輸出，可與短路 (<1μs) 開啟和關(guān)閉時(shí)間平行驅(qū)動(dòng) FET，以提供過電流與短路保護(hù)。纜線寄生、D1 二極體與高壓側(cè) MOSFET 構(gòu)成了典型的降壓穩(wěn)壓器配置。

在啟動(dòng)期間，未充電的輸出電容器會(huì)消耗突波電流，並在突波電流達(dá)到短路保護(hù)閾值 (I_SCP) 時(shí)觸發(fā)短路事件。高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器會(huì)關(guān)閉電源路徑，並在重試期間後重新起始開啟 (T_AUTO-RETRY)。此程序會(huì)持續(xù)到輸出電容充滿電為止，如 圖 6 中所示，隨後高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器會(huì)進(jìn)入正常運(yùn)作並驅(qū)動(dòng)負(fù)載。

圖 7 說明了控制操作。我們可以看到此方法有兩個(gè)變數(shù)，也就是 I_SCP 和 T_AUTO-RETRY，其需要根據(jù)輸入電壓 (V_IN)、負(fù)載電容和所需充電時(shí)間，針對高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行設(shè)定。較高的 I_SCP 閾值或較短的 T_AUTO-RETRY 延遲可加快輸出充電速度，讓解決方案可通用於任何負(fù)載電容值。

此解決方案運(yùn)用典型高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng) (纜線線束電感與 D1 二極體) 中現(xiàn)有的可用固定空間，並透過在切換模式下操作高壓側(cè) MOSFET，建立有效率的充電方法。與傳統(tǒng)方法不同，此處提出的解決方案不再需要依賴 FET SOA，也不需要龐大的預(yù)充電電阻器、預(yù)充電 FET 和驅(qū)動(dòng)器。此解決方案使用高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器固有的短路保護(hù)功能，並可在沒有任何外部控制訊號或複雜演算法的情況下自動(dòng)執(zhí)行。