缓启动电路用于防止降低冲击电流对电路的影响。常见的方法有：串接电感、串接电阻、串接NTC电阻等，分别如图1、2、3所示。串联电感时，由于电感隔交通直的特性，使得电流缓慢上升，从而实现缓启动，但在大功率场合，会导致，一方面电感因必须保证具有足够的通流量，所以体积很大，另一方面，增大了负载的感性负载大小，可能引起驱动源无法驱动。使用串接电阻时，在启动初期，使用串阻进行限流，容性负载电压已充电至安全阈值后，再断开串阻，直接将电源加载在负载两端，这种方式会导致上电初期串阻上的功耗很大，且以热量的形式耗散，一方面浪费能源，另一方面，电阻的大小很大，功率很高，占用很大体积。使用NTC时，在上电出去NTC的阻值很大，故上电电流小，随着NTC温度的升高，其阻值逐渐降低，从而实现缓启动效果，但一方面NTC会持续发热，存在安全隐患，另一方面，NTC上会一直存在压降。故这三种方式均不适用与大电流场合。 图 1 电感缓启动电路 图 2 串阻缓启动电路 图 3 NTC缓启动电路 使用MOS管进行大电流缓启动电路设计是一种比较理想的方式。MOS管进行缓启动，主要基于两个特性：1、MOS管转移特性，即Id随着Vgs的增大而增大，如图4所示；2、MOS管的米勒电容效应。 对于增强型NMOS来说，Vgs>Vth时MOS管开始导通，随着Vgs的增大，Ids也随之增大，故若能控制Vgs的增加速率，就可以相应的控制Ids的上升速率。 图 4 NMOS管的转移特性曲线 对于所有的MOS管而言，其内部均存在寄生电容。以增强型NMOS管为例，其各极之间的寄生电容分别为Cds、Cgs、Cgd，如图5所示。NMOS的状态随Vgs逐渐增加而变化，如图6所示，当VgsVds，Vgd>0，此时Vgs用于给Cgd进行反向充电，故在一段时间内（阶段3），Vgs无法继续上升，Vds下降速度变慢。这就是米勒效应。若我们可以控制Cgd的充电时间，即可控制Vds的下降快慢，从而实现缓启动。 图 5 增强型NMOS管的寄生电容 图 6 NMOS的输出状态随Vgs变化图

MOS管缓启动电路应用于电路的位置与MOS管防反接电路相似，即增强型NMOS应用于电路负极，增强型PMOS应用于电路正极。 NMOS缓启动电路的典型设计如图7所示，其中Cgd’>>Cgd，，用于替换Cgd，以改变NMOS导通期间产生的米勒效应，由于Cgd’相对Cgd很大，基于i=C*dV/dt的原理，故可以实现NMOS导通时间的可控，如图8所示。而Rgd则为了防止Cgd’充电时瞬间电流过大。 由于在电源突加的瞬间，电容Cgd’基本上短路，故若无Dg和Cch，则上电的瞬间Vgs>Vth，NMOS会存在瞬间的导通，为避免该情况，在增加Dg和Cch，在上电瞬间若Vgs>Vth，则Dg导通，开始给Cch充电，从而将Vgs嵌位在低电平，保证上电瞬间NMOS不导通。 图 7 NMOS缓启动电路典型设计 图 8 基于Cgd’的寄生电容计算 图7中各个参数的计算可以分为两部分，一部分是基于缓启时间的计算，另一部分是基于冲击电流防护的计算。

基于如图9所示电路进行缓启时间的计算，可推出Cgd’，Rg和Rgd的参数要求。 图 9 dv/dt控制电路原理图 该部分设计分为6步：

若希望负载的负极与电源之间是低阻抗连接，只控制负载电源正极的启动波形，那么就需要使用PMOS进行缓启动电路控制。 PMOS缓启电路的原理与NMOS缓启电路相同，均需要对缓启时间的相关参数、充电电容的相关参数进行计算，其中充电电容同样是不可缺少的部分。 使用PMOS设计缓启电路，无充电电容时的原理图和仿真波形分别如图15、16所示，与NMOS无充电电容的缓启电路相同，无充电电容时，上电瞬间PMOS会导通，导致出现瞬间电流，缓启电路没有实现缓启效果。 图 15 PMOS缓启电路，无Cch原理图 图 16 PMOS缓启电路，无Cch仿真波形 PMOS缓启电路，添加充电电阻Cch时，仿真原理图及波形分别如图17和18所示，可以看出，缓启电路实现缓启效果。 图 17 PMOS缓启电路，有Cch原理图 图 18 PMOS缓启电路，有Cch仿真波形 故PMOS和NMOS缓启电路的基本原理相同，均需要通过改变Cgd来控制缓启动时间，通过增加Cch保证启动时MOS的状态。

参考：  MOTOROLA——AN1542 Active Inrush Current Limiting Using MOSFETS