He estado buscando en EESE y Google varias semanas para encontrar una solución a este problema, y aunque encontré algunas propuestas que parecían prometedoras, la implementación en el mundo real no alcanzó las expectativas.
Tengo un regulador de voltaje en una placa con una capacitancia de entrada de 10uF, para ayudar a proteger contra las condiciones de apagón. Tengo un fusible en serie con una fuente de alimentación de 125 mA por varias razones, y para ser claros, no he encontrado ninguna versión de golpe lento que cumpla con mis requisitos. La fuente de alimentación puede ser de 5 voltios a 15 voltios CC, probablemente una batería de plomo-ácido. Cuando la batería se conecta por primera vez, veo una corriente de arranque con un pico de aproximadamente 8 amperios por encima de 8 us, que se quema muy rápidamente el fusible de 125 mA. Bueno, entonces necesito limitar la corriente de entrada. No es gran cosa, ¿verdad?
Probé varias opciones diferentes, pero esta es la que me pareció más prometedora:
R1yR2formanundivisordevoltajequelimitalosVgsparaevitardañosalMOSFET,yjuntoconelcondensadorformanunretardoRCquepermitequelosVgsdelFETaumentenmáslentamente,manteniendoelFETensuregiónóhmicadurantemástiempocantidaddetiempo.Tienemuchosentido.Mayorcapacitancia=encendidomáslento=menoscorrientedeentrada.
Bueno,esoestodoexcelenteyelegante,exceptoquedespuésdeaumentarelcondensadorde1uFa4.7uFa10uF,medicuentadequetoquéfondoconunacorrientedeentradadeaproximadamente1.5Apksobre2us.Despuésdellegaraesepunto,noimportalacapacidadqueagreguéparaC1(probéhasta47uF),lacorrientedearranquenocaeríamásbajoque1.5Apk.Obviamente,estacorrienteaúnerademasiadoaltayquemaríamifusibleenuninstante.Nopuedoaumentarlacalificaciónactualdelfusible,porloquenecesitoencontrarunamaneradehacerqueestofuncione.
Mihipótesisactualesesta:
Cgs y Cgd son las capacitancias intrínsecas de compuerta de entrada y compuerta del MOSFET, y aunque son relativamente muy pequeñas (50pF-700pF), mi teoría es que están actuando como un paso cuando Vin está primero. aplicado. Como estas capacidades no se pueden reducir, (especialmente Cgd) son los factores limitantes que me impiden reducir la corriente de entrada por debajo de 1.5Apk.
¿Qué otras opciones existen para limitar la corriente de entrada? He encontrado varias soluciones de un chip para aplicaciones de intercambio en caliente, pero tienen una topología similar a la del circuito anterior y me imagino que tendrían inconvenientes similares.
Vin puede ser tan bajo como 5 voltios, por lo que si tengo en cuenta la protección contra polaridad inversa provista por un diodo Schottky, la caída de voltaje en el fusible, la caída en la resistencia de encendido del MOSFET y las caídas debido al cable ( puede ser bastante largo) al conectar esta placa a la fuente de alimentación, mi caída de voltaje se está volviendo bastante significativa (el regulador de voltaje al que se alimenta requiere aproximadamente 4.1 V para poder regularlo correctamente). Lamentablemente, una resistencia limitadora de corriente en serie no será una opción.
La otra restricción que tengo es el espacio. Tengo aproximadamente 4,5 x 4,5 milímetros cuadrados para trabajar. El circuito anterior apenas iba a encajar, por lo que agregar aún más componentes no es realmente una opción. De lo contrario, este habría sido un problema un poco más fácil de resolver.