**關(guān)注“電源先生”，解析開(kāi)關(guān)電源**

1 背景簡(jiǎn)介

2023年5月某個(gè)晚上，我在某平臺(tái)上看到某同行在2023年4月某時(shí)間提出的問(wèn)題“電容器在電子技術(shù)中有哪些應(yīng)用？”，沒(méi)有其他的任何電路附圖和文字描述，多半是硬件技術(shù)新手提出的問(wèn)題。

至今，除我之外，沒(méi)有人回答過(guò)這個(gè)問(wèn)題。確實(shí)，這個(gè)問(wèn)題定語(yǔ)太少，就導(dǎo)致難以回答。所以，大家提技術(shù)性的問(wèn)題，應(yīng)該像某新能源汽車(chē)品牌學(xué)習(xí)，只要定語(yǔ)夠多，銷(xiāo)量總能靠前。我們提問(wèn)或者像別人咨詢(xún)問(wèn)題，盡量提供更多的定語(yǔ)或者應(yīng)用場(chǎng)景，才好交流。

今天，我們不談電容的濾波、去耦、耦合等功能，我們就基于BUCK電路軟啟動(dòng)功能這個(gè)角度，在小小的電容里面挖呀挖呀挖，挖個(gè)大大的作用...

2 電容在 BUCK 中的關(guān)鍵作用

2.1 軟啟動(dòng)功能概述

眾所周知（不知也沒(méi)關(guān)系，這里有簡(jiǎn)單說(shuō)明），多數(shù)開(kāi)關(guān)電源芯片會(huì)有“軟啟動(dòng)功能”，對(duì)應(yīng)一個(gè)引腳上掛一個(gè)小容量的電容，比如0.1uF、0.47uF或者1uF等。圖1所示，這個(gè)軟啟動(dòng)功能就是為了降低電源剛上電啟動(dòng)時(shí)輸出端的浪涌電流，防止電源電路因?yàn)檫^(guò)流而啟動(dòng)失敗。

圖1 啟動(dòng)電壓與浪涌電流

2.2 小車(chē)項(xiàng)目中的實(shí)際問(wèn)題

圖2所示，是我之前工作中遇到的一個(gè)小車(chē)上使用的BUCK電源芯片，設(shè)計(jì)人員直接參考了芯片規(guī)格書(shū)的示例，軟啟動(dòng)電容C3使用了0.1uF電容。

圖2 BUCK電源芯片中的軟啟動(dòng)功能引腳SS

小車(chē)項(xiàng)目上，輸出端是3.3V，但是掛了比2*22uF大很多的電容，保守估計(jì)有10*22uF以上吧。

當(dāng)時(shí)這個(gè)小車(chē)是別人已經(jīng)設(shè)計(jì)出來(lái)有出貨了的，但是有個(gè)問(wèn)題表現(xiàn)：

• 就是在啟動(dòng)的時(shí)候通常要等好幾秒，車(chē)子啟動(dòng)正常的指示燈才點(diǎn)亮。

• 按下啟動(dòng)電源鍵后，迅速關(guān)斷，再重新按下，通常車(chē)子啟動(dòng)正常的指示燈就可以直接點(diǎn)亮，不需要等好幾秒。

當(dāng)時(shí)這個(gè)項(xiàng)目組的人都不解，我是別的項(xiàng)目組的；當(dāng)然這是個(gè)相對(duì)較小的公司的項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)大家水平都不高，也包括我...那時(shí)，我已經(jīng)開(kāi)始學(xué)習(xí)研究開(kāi)關(guān)電源了...

2.3 問(wèn)題表現(xiàn)

小車(chē)項(xiàng)目組的人想讓我看下這個(gè)問(wèn)題。好，咱們上示波器，不知是運(yùn)氣還是直覺(jué)，咱們先看下電路板的主電源唄。

圖3所示，好家伙，按下小車(chē)的電源鍵后，電路板上的主電源要經(jīng)過(guò)3.5秒才上升到3.3V水平，之前這段時(shí)間都在振蕩。

多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)，這個(gè)振蕩時(shí)間還是不固定的，需要振蕩個(gè)好幾秒，甚至更長(zhǎng)時(shí)間。很好，發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)了。

圖3 默認(rèn)配置Css=0.1uF輸出3.3V電源時(shí)的波形

2.4 問(wèn)題解決方案

我當(dāng)時(shí)已經(jīng)提前學(xué)習(xí)研究了這個(gè)小車(chē)項(xiàng)目上使用的BUCK電源芯片（圖2），知道有個(gè)軟啟動(dòng)功能引腳，同時(shí)確認(rèn)了小車(chē)項(xiàng)目上使用的是規(guī)格書(shū)推薦的C3=0.1uF。

那咱就直接將軟啟動(dòng)電容擴(kuò)大10倍，C3=1uF，重新測(cè)量主電源3.3V，如下圖4所示，輸出端3.3V單調(diào)上升，不再振蕩了。

小車(chē)每次按下電源鍵，不需要再等待一個(gè)不固定的時(shí)間了，多次測(cè)試，問(wèn)題解了...

圖4 更新配置Css=1uF輸出3.3V電源時(shí)的波形

至此，大家應(yīng)該能夠感受到了吧，小小的電容竟影響了整個(gè)小車(chē)；在開(kāi)關(guān)電源中，還有很多其他地方，電阻、電容元件都發(fā)揮了關(guān)鍵作用，阻值或容值不對(duì)，都能對(duì)電源產(chǎn)生很大的影響...

3 小結(jié)

我想說(shuō)的是，當(dāng)我們搞不清楚某些技術(shù)原理或者問(wèn)題的root cause的時(shí)候，或者“不知其然，不知其所以然”的時(shí)候，或者“知其然，不知其所以然”的時(shí)候，奇奇怪怪的問(wèn)題可能就是經(jīng)驗(yàn)，是迷信，是玄學(xué)。當(dāng)我們搞清楚了，“知其然，又知其所以然”，它們就是理論，是科學(xué)。

所以，諸君，我們要持續(xù)學(xué)習(xí)；“勤學(xué)不輟，日拱一卒”這八個(gè)字就是我現(xiàn)在對(duì)于學(xué)習(xí)的態(tài)度...而本文，是理論先行的案例，掌握了更多的理論知識(shí)，解決起問(wèn)題來(lái)，才能“四兩撥千斤”...