4 基于 PWM 的電容器自動充電

如圖 5 所示，PCB 中的高側驅動器輸出通過 1 米到幾米不等的長電纜連接到遠程 ECU。例如，一條 50A 導線 (8AWG) 線束具有 2mΩ/米和 1.5μH/米的特性。D1 二極管是系統設計的一部分，可為電纜線束電感電流提供續流路徑。高側驅動器具有強大的柵極驅動輸出，能夠在較短 (<1μs) 的導通和關斷時間內并聯驅動 FET，從而提供過流和短路保護。電纜寄生電容、D1 二極管和高側 MOSFET 構成典型的降壓穩壓器配置。

啟動期間，未充電的輸出電容器會吸收浪涌電流，并在浪涌電流達到短路保護閾值 (I_SCP) 時觸發短路事件。高側驅動器可以關斷電源路徑并在重試周期 (T_AUTO-RETRY) 過后重新執行導通。此過程一直持續到輸出電容充滿電為止（如圖 6 所示），之后高側驅動器進入正常運行狀態并驅動負載。

圖 7 展示了控制操作。如圖所示，這種方法有兩個變量 I_SCP 和 T_AUTO-RETRY，需要根據輸入電壓 (V_IN)、負載電容和所需充電時間為高側驅動器設置這兩個變量。較高的 I_SCP 閾值或較短的 T_AUTO-RETRY 延遲可實現更快的輸出充電，因此該解決方案適用于任何負載電容值。

此解決方案利用了典型高側驅動器系統中的現有可用空間（電纜線束電感和 D1 二極管），并通過以開關模式運行高側 MOSFET 來創建一種高效的充電方法。與傳統方法不同，建議的解決方案不再依賴于 FET SOA，不再需要龐大的預充電電阻器，也不需要任何預充電 FET 和驅動器。此解決方案使用高側驅動器固有的短路保護功能，并可以在沒有任何外部控制信號或復雜算法的情況下自主運行。