TI中文支持网Part Number:TPS2491
TI的专家你好：我们目前使用锂电池给开关电源供电，发现上电启动过程中，由于电池给开关电源的的输入电容充电导致非常大的冲击脉冲电流（300A以上），于是想使用TPS2491配合NMOS做限制冲击电流的缓启动；应用场景如下：
明纬电源内部的功能图和各个地方的负载电容如下：
当我们使用一个100W负载电容当负载的时候，发现能够正常启动：先是TPS2491做了功率限制，CT开始充电，随着VDS的电压减小，电流慢慢增大；功率限制120W左右，VIN52V左右，电流从2A向3A增加，当S的电压达到VIN时候，TPS2491把gate抬升到S的12V以上，完成NMOS的开启，可以看到一个电流脉冲应该是给输入电容完成没有充满的充电。后面看到有一个26.4A的脉冲，这一点应该是明纬电源后面的BOOST启动给后面3000uf的电容在充电（不知道开关电源是否是输入完全后再开启boost,希望有知道的朋友赐教）；这个电流和我们设置的限定电流值25A符合，而且这个时候明显看到黄色的CT电压开始充电，说明在做电流限制；gate极在下降以完成限流。 这一切与设计的设想和TPS2491的描述基本一致。
而当我们把电源增加成一个1000W和一个500W电电源的时候，发现MOS被烧坏了，和上面一样的功率限制和电流限制参数；刚开始的时候也是在做功率限制，当功率限制到达60ms左右，GATE电压和S电压在反复的降低升高（打嗝）；而此时看黄色的CT线，电压没有到达4V（我们人为设置的CT比较大做实验，防止上电阶段CT触发直接关断GATE）；即使是打嗝期间也一直在做功率限制，CT电压在一直升高，电流也没有超标。7个打嗝之后，MOS击穿，GATE和S电压相同，冲击电流231A. 这个时候CT电压3.29V，由于功率和电流都解除，CT电压开始下降。
附上NMOS的SOA曲线：
我想请教下TI的专家：（1）加两个开关电源的应用中在限制功率的阶段，CT没有超时，电流也没有超过限制；是TPS2491内部有什么机制导致了它去把gate极拉低，然后到了另外一个触发条件又开始上升吗？
（2）从开关电源来看，这个输入电容两个加起来是1300uf(后面boost后面的那部分大电容是否不在这个启动阶段充电？) TPS2491能否应用在这种场景限制启动冲击电流？
（3）除了推荐的计算EXCEL以外，TI是否有计算让设计在SOA安全区的文档供我们参考？这部分对于数字电路出身的人来说还是比较难的，不好掌握
Johnsin Tao：
HI
正常不会有驱动下跌的情况？ 有没有测试这个时候输入电压，输出电压波形？
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liyoo duan：
输出就是蓝色的线，标记S极的。它随着gate的下降而下降。输入是比较大的锂电池。也没有出现波动，电压是稳定的
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Johnsin Tao：
Hi 从datasheet波形看，不会出现二次限制, 所以我觉得要么就是这个时候输入电压异常了，要么就是有触发其他保护。
将TPS2491部分的电路放上来看一下。
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liyoo duan：
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liyoo duan：
补充一下：（1）我们打开电源测试了下，电源砖的输入电容和BOOST后的电容是一起充电的，只是输入电容完成充电后boost会继续工作，把电压抬升到80V，这又是一个充电过程，在第一张带一个1000W电源砖正常启动的图中红色的gate下降的原因就是boost后面的电容在充电Vin后继续升压充电到80V的冲击，导致的gate下降（本质是在限制电流）；所以，这个输入电容应该是1000W电源砖的4000UF+500W电源的2330UF；电容确实很大
（2）VIN在这个过程中测试了，是稳定的，没有出现跌落的情况
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liyoo duan：
这个图是只接1000W的电源，等于负载1000u+3000u，充满到52V的VIN电压后，boost启动继续把boost后面的3000u电容充到80V。
设置的电流ILIM=17A;设置的PLIM=98w; 这种情况下也出现boost电容充电打嗝，到底是TPS2491的gate下降让MOS的S极输出下降，还是S极被拉低导致gate被动下降？ 这个打嗝难道是MOS自身有什么保护导致的？ 请大家都帮忙分析下。搞了好几天了，谢谢
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Johnsin Tao：
Hi
建议你直接测试TPS2491, 将输出电容放小一些， 负载可以500W？ 从波形上看MOS的电流。 如果可以带电子负载逐步增加负载看看，是否电流过大导致MOS烧掉？
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liyoo duan：
电流一直是监控的，从波形上看电流没有问题。震荡打嗝烧坏NMOS这个是热效应也是明确的。关键是为什么在功率限制的时候会出现这种震荡是目前要搞清楚的问题看，是什么触发了tps2491,让其把gate拉低，还是NMOS的S自己降低让tps2491的gate跟着降低。 只有搞清楚这个才能知道如何做下一步。
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Johnsin Tao：
Hi
这个芯片的保护模式是Automatic Retry， 从波形看是电流限制，重启，再限制。
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liyoo duan：
电流一直是监控着的，在功率限制发挥作用的时候没有看到电流触发保护；但确实是看到震荡了。TPS2491在做功率限制的时候，GATE电压是一直慢慢升高的还是会存在降低的情况？如果电流上升斜率变大，功率想变的更大，gate是不是会往回调来进一步限制?
TI在不同的文档上都表示 如果输出负载电容较大，需要使用dv/dt的方式，我们也试了下，发现根本不行，因为这个VGS一般到2.5~4.5V之间就开始导通MOS了，所以电流会一下就冲上去，而这个时候其实S极的电压很小，VDS就非常大，一下就超出了SOA的范围，MOS瞬间就会坏掉。上图是我们把CT限制的很小，才避免了烧毁，稍微设置大一点就烧毁了；而文档中是想通过这个dv/dt来让inrush电流恒流充电的。发现理论和实践差距非常的大
有谁有个这种应用，是否不能用TPS2491+NMOS来完成？还望指点一下。搞了好长实践了。 但很奇怪的是，我们用PMOS来实现，好像就不会烧毁。感觉很健壮。
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Johnsin Tao：
Hi
有没有考虑并联一个MOS看看，我觉得是输出电容过大导致电流过大？
或者你到美国E2E上也问一下，看看他们是否有好的办法？：https://e2e.ti.com/
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liyoo duan：
我们板子上已经并联了一个MOS了。每次发现都是坏同一个。TI有文档上表示在上电的时候给负载电容充电，要考虑两个MOS工艺上的差异，以一个MOS为计算，两个MOS并联更大的作用在于MOS完全打开的情况下两个分摊电流降低单个功耗。 电池的BMS上也是用NMOS做低端的控制，我们看电池这个就从来没有冲坏过MOS。我也查看了TI上的多个BMS的参考设计，从他们的充放电上看，很快（10us~40us）就能够把后端的大负载电容充满，冲击电流大。但不会烧毁MOS，他们一般会并联多个NMOS，而这些NMOS的SOA区间也没有我现在选的大。TPS2491感觉把功率调整到不限制，电流调整到很大的（RSNS变小），也需要ms级别的时间才能让电容充满。而且极大可能在上电阶段就超出SOA范围。 有没有做电池BMS的朋友，也一起帮忙看看这两个之间的区别。
另外TI有EFUSE芯片tps26630/1可以给外部大电容充电，但现在一直都是缺货状态？请问TI的工程师这个芯片大概什么时候能供货？
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Johnsin Tao：
Hi
我也是你这样的认为的，一般都要多个MOS并联，并且要特别注意layout，在启动时不会均流，但是会分担一些电流。
有没有在美国E2E上问一下，他们有什么好的方式?
芯片的出货情况我们也没有相关信息。
