【導讀】內置折返式限流電路的線性穩壓器IC，在IC啟動前輸出端被施加恒流負載時，可能會出現無法啟動的問題。

本文的關鍵要點

・內置折返式限流電路的線性穩壓器在啟動前被施加恒流負載時，可能會出現無法啟動的故障。

・內置折返式限流電路的線性穩壓器的這種故障可以通過使用具有電流下垂特性的過電流保護電路的線性穩壓器來解決。

・如果因恒流負載而使電流流過在IC的輸出引腳和接地之間的ESD保護二極管或寄生二極管，則IC可能會劣化甚至損壞，因此需要在IC的輸出引腳和接地之間連接肖特基勢壘二極管來進行保護。

內置折返式限流電路的線性穩壓器IC
，在IC啟動前輸出端被施加恒流負載時，可能會出現無法啟動的問題。

正常負載（電阻
、電容）時的啟動時序

圖1是電流折返特性示例。當IC的輸出處於過負載狀態

、輸出電流達到限值時，通過使輸出電流限製線性降低的方式來降低輸出電壓，將IC的功耗保持在限製範圍內
，從而實現保護。

由於折返式電流限製功能在啟動時也起作用，因此IC的啟動將遵循其折返特性。首先，我們使用圖1和圖2來介紹輸出負載為正常的電阻或電容時的啟動時序。圖2為電路的啟動波形
，其中穩壓器輸出端連接了100μF的電容器，以及5V時流過500mA的輸出（負載）電流的電阻負載。兩個圖中的（A）～（E）分別表示相同的時間點。

圖1. 電流折返特性示例

圖2. 啟動波形示例

VCC＝12V、VOUT＝5V、COUT＝100μF、IOUT＝500mA

在供給VCC之前的時間點，輸出電壓和輸出電流均為零。IC從被供給VCC的（A）時間點開始啟動，輸出開始上升。由於輸出端連接著100μF的輸出電容器，所以輸出電流因電容器充電而急劇增加。這種電流被稱為“浪湧電流”
，如果不加以限製
，可能會導致瞬間流過極限大電流。在該示例中，如圖所示，電流被限製在300mA左右。

之後，輸出電流沿折返曲線呈線性增加

，並逐漸對輸出電容器進行充電，輸出電壓也隨之沿折返曲線上升，並按照（B）點、（C）點
、（D）點推移。

在（D）點
，輸出電容器的充電基本完成，輸出電壓達到設定值，輸出電流也進入穩定狀態。

在（E）點
，輸出電壓充分上升並達到穩定狀態，輸出電流達到正常負載500mA。

這zhe樣yang，具ju有you折zhe返fan式shi限xian流liu電dian路lu的de線xian性xing穩wen壓ya器qi從cong零ling點dian開kai始shi

，沿yan著zhe折zhe返fan曲qu線xian啟qi動dong。如ru果guo負fu載zai是shi電dian阻zu或huo電dian容rong
，在zai啟qi動dong時shi可ke能neng會hui受shou到dao電dian流liu限xian製zhi

，但dan隻zhi要yao有you電dian流liu提ti供gong給gei輸shu出chu端duan，輸shu出chu電dian壓ya就jiu一yi定ding會hui上shang升sheng。

恒流負載的情況

接下來，我們來介紹一下恒流負載的情況。如果在IC啟動前對輸出施加恒流負載
，那麼電流會流過IC輸出引腳和接地之間的二極管，就會產生正向電壓
，所以輸出引腳電壓為-1VF（約-0.7V）。該二極管是IC內置的ESD保護二極管或結構上存在的寄生二極管（圖3）。

圖3. 如果在啟動前被施加了恒流負載

，則在內部二極管中會產生VF
，輸出引腳電壓變為-1VF。

圖4. 啟動前施加恒流負載時

例如，假設恒流負載為500mA。圖4中的（A）點是IC開始啟動的點，如前所述，由於恒流負載，輸出電壓為負。當IC啟動時，輸出電流開始流動
，但由於輸出電壓為-0.7V，因此供電電流小於0V時的供電電流
，在本例中約為200mA。由於負載是500mA的恒流負載，所以輸出電壓僅憑200mA的供電電流無法上升，在（B）點處於鎖存狀態，輸出電壓無法上升，即發生啟動故障。

如果在IC已經完成啟動並且輸出電壓已達到設定電壓的狀態下連接恒流負載，就可以繼續運行。這是因為IC已經處於穩定狀態
，在本例中則可以充分提供500mA的電流。但是，一旦輸出短路（變為0V）
，就會回到圖4中的（A）點，所以會處於前述的在啟動前施加恒流負載時發生的狀態，同樣會出現啟動故障。

作為這種故障的對策，可以選用啟動時IC能夠提供的輸出電流值大於恒流負載值的IC。

然而，對於具有折返式限流電路的線性穩壓器而言，由於其特性，在0V輸shu出chu時shi可ke以yi供gong給gei的de電dian流liu值zhi被bei設she置zhi得de很hen小xiao
，在zai很hen多duo情qing況kuang下xia並bing不bu能neng保bao證zheng電dian流liu值zhi。因yin此ci，如ru果guo要yao在zai啟qi動dong前qian施shi加jia恒heng流liu負fu載zai的de條tiao件jian下xia使shi用yong時shi，可ke使shi用yong過guo電dian流liu保bao護hu電dian路lu具ju有you電dian流liu下xia垂chui特te性xing的de線xian性xing穩wen壓ya器qi來lai解jie決jue這zhe個ge問wen題ti。如ru圖tu5所示，電流下垂型特性在0V輸出時可供給的電流值接近於最大輸出電流，因此即使有恒流負載也能正常啟動。

圖5. 過電流保護電路的電流下垂特性示例

圖6. 輸出引腳的反向電壓保護

雖然與處理啟動故障並沒有直接關係，但是還是要提醒一下：如果恒流負載使IC的輸出引腳和接地之間的ESD保bao護hu二er極ji管guan或huo寄ji生sheng二er極ji管guan中zhong流liu過guo電dian流liu，可ke能neng會hui導dao致zhi元yuan器qi件jian劣lie化hua或huo損sun壞huai。要yao想xiang防fang止zhi這zhe種zhong情qing況kuang，可ke以yi在zai輸shu出chu引yin腳jiao和he接jie地di之zhi間jian連lian接jie肖xiao特te基ji勢shi壘lei二er極ji管guan（參見圖6）。

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