浪涌电流是指电源或设备启动时产生的瞬态高电流。在电源和电子系统中，浪涌电流是不利的，因为它会导致设备过载和损坏。
降压开关电源电路采用软启动电路来控制系统启动期间的电流上升速率，逐步向负载供电，从而减轻浪涌电流对系统的影响。降压电源的软启动功能是通过配置软启动电容来实现的。这可以有效地抑制浪涌电流，防止输出电容的充电电流在启动期间超过开关电源的电流限制。这降低了开关电路自身和下游负载上的浪涌电流，并最大限度地减少了输入电压降。此外，合理配置的软启动时间可以确保输出电压平稳上升，避免电压波动。
我们以德州仪器 (TI) 的 TPS54561DPRT 芯片为例。其内部功能框图如图 1 所示。TPS54561DPRT 通过将外部电容器连接到 SS/TR 引脚来实现软启动。
电容器的伏安关系式为 I = C * dV / dt。因此，电容越大，电压越高；充电时间越短，充电电流越大。换句话说，对于给定的电容值，电容器的充电电流大小与电压变化率成正比。
典型的降压开关电源通过将外部软启动电容 CSS 连接到软启动引脚 SS 来实现可配置的软启动时间。内部上拉软启动充电电流源 ISS 对软启动电容 CSS 进行充电，然后将其与参考电压 VREF 进行比较，以确定软启动过程的结束。根据电容充电公式 I = C * ΔV / ΔT，软启动电容上的电压从零充电至 VREF 所需的时间 TSS 为：
TSS_SET = CSS * VREF / ISS（公式 1）
对于降压转换器电路，假设输出电压设定值为 VOUT，输出电容为 COUT，且对输出电容充电的浪涌电流为 IINRUSH，则输出电容上的电压（即输出电压）从零上升到设定值 VOUT 所需的时间为 TSS_OUT。利用电容充电公式，我们得到：
TSS_OUT = COUT * VOUT / IINRUSH（公式 2）
开关电源的启动要求是：软启动电容上的电压在软启动时间 TSS_SET 内从零充电至 VREF，输出电容上的电压在同一时间段内从零充电至设定值 VOUT。因此，我们得到：
TSS_SET = TSS_OUT（公式 3）
软启动电容的最终计算公式为：
（公式 4）
当开关转换器启动时，为输出电容充电的电流通常称为浪涌电流 IINRUSH。该电流通常为开关转换器最大负载电流 IOUT,MAX 的 5% 到 10%。如果浪涌电流 IINRUSH 为开关电源最大输出电流 IOUT,MAX 的 5%，则 IINRUSH = 5% × IOUT。将 IINRUSH = 5% × IOUTMAX 代入公式 4，即可得到软启动电容 CSS 的表达式：
（公式 5）
以TPS54561DPRT芯片为例，实际计算数据如下：
要求：VOUT = 5.0V，COUT = 3 * 47uF = 141uF，IOUT,MAX = 5.0A
参数：ISS = 1.7uA，VREF = 0.8V，IINRUSH = 5% * 5.0A = 0.25A
计算结果：
使用了一个接近 10nF 的标准电容器。这就是为什么下图中 C13 = 0.01uF 的原因。
配置软启动电容是抑制浪涌电流、确保系统稳定性的关键步骤。通过合理选择电容容量，既能保护元件，又能满足不同场景下的启动要求。
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