DC-DC電源測(cè)試哪些項(xiàng)目

1.單調(diào)性

電源啟動(dòng)過(guò)程中，電源電壓應(yīng)保持單調(diào)爬高。即電源電壓應(yīng)該接連上升至所設(shè)置的穩(wěn)壓值，中間不該產(chǎn)生下跌。假如電源不能供給足夠的輸出功率，則會(huì)形成下跌。

另外，有的芯片對(duì)供電爬升時(shí)間有限制要求，比如美信有一款編串芯片要求3.3和1.8電源同時(shí)上電且爬坡時(shí)間小于1.5ms。可以通過(guò)調(diào)整軟啟動(dòng)電容容值改變啟動(dòng)時(shí)間。

2.降額

電源輸入范圍要滿足芯片規(guī)格，留有余量。輸出平均電流及最大電流要小于電感額定電流及飽和電流，降額使用。

3.輸出對(duì)地短路

對(duì)輸出短路，監(jiān)測(cè)輸出電壓及電流，觀察是否冒煙冒火。在短路解除后，監(jiān)測(cè)輸出電壓及電流，確認(rèn)是否可以恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

短路后：

短路解除：

4.紋波+噪聲

（1）紋波噪聲形成原因

電源的紋波是指電源輸出電壓的波動(dòng)。紋波的形成是因?yàn)殡娏髁鬟^(guò)輸出電容在電容的ESR上所引起的壓降，開(kāi)關(guān)電源中不斷地有脈動(dòng)的電流流經(jīng)電容，所以它的紋波頻率等于開(kāi)關(guān)頻率。

脈動(dòng)的電壓波動(dòng)上疊加了開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)信號(hào)所引起的開(kāi)關(guān)噪音。

下面一張圖可以對(duì)紋波噪聲有直觀了解。

展開(kāi)后看細(xì)節(jié):

（2）如何測(cè)量紋波

A.示波器耦合方式選擇“AC”。

B.進(jìn)行電源紋波和噪聲測(cè)試推薦采用衰減比為 1:1 的示波器探頭，因?yàn)?1:1 衰減比的探頭對(duì)信號(hào)沒(méi)有衰減那么在示波器里也不會(huì)再進(jìn)行放大，因此不會(huì)放大示波器前端的本底噪聲。

C.測(cè)試電源紋波可以將示波器硬件帶寬限制到 20MHz。主要是為了避免數(shù)字電路的高頻噪聲影響紋波的測(cè)量，盡量保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。如果開(kāi)關(guān)頻率較高，也可以考慮設(shè)置示波器全帶寬，同時(shí)關(guān)注底噪的影響。

D.測(cè)試點(diǎn)選擇輸出瓷片電容兩端，探頭與電感保持距離。探頭接地盡量短，地線最好不要超過(guò)2CM。

接地線可以自己焊接到電容，還有用接地彈簧的，用著不安全，也不順手。

（3）紋波噪聲抑制

抑制紋波：

A.選擇低ESR的電容。

B.加大電容容值。

C.優(yōu)化電源布局布線。

D.提高開(kāi)關(guān)頻率。

抑制開(kāi)關(guān)噪聲：

A.SW加緩沖吸收電路。

B.外置MOS柵極串小阻值電阻，使開(kāi)關(guān)邊沿變緩。

C.內(nèi)置MOS可以在Cboot電容上串接小阻值電阻，使開(kāi)關(guān)邊沿變緩。

5.溫升

Tj＝Tc＋θjc×P
Tj：芯片（結(jié)點(diǎn)）溫度，

Tc：封裝外殼溫度（℃），

θja：結(jié)點(diǎn)到環(huán)境間的熱阻（℃/W），

θjc：結(jié)點(diǎn)到外殼間的熱阻（℃/W），

P：功耗（W）。

Tj計(jì)算后要小于芯片規(guī)格書(shū)最大值，且留有10-15℃的裕量。

6.負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)

使用電子負(fù)載，設(shè)定負(fù)載電流在0-80%滿載電流之間變化，并設(shè)定上升下降速率(slew rate)。

測(cè)量輸出電壓紋波及噪聲及over shoot及under shoot是否滿足芯片規(guī)格及設(shè)計(jì)要求。觀察輸出電壓在電流變化的邊沿是否有震蕩，有的話說(shuō)明環(huán)路穩(wěn)定性有問(wèn)題。

7.環(huán)路穩(wěn)定性

衡量開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)定性的指標(biāo)是相位裕度和增益裕度。同時(shí)穿越頻率，也應(yīng)作為一個(gè)參考指標(biāo)。

定義：
(1) 相位裕度是指：增益降到0dB時(shí)所對(duì)應(yīng)的相位。

(2) 增益裕度是指：相位為0deg時(shí)所對(duì)應(yīng)的增益大小(實(shí)際是衰減)。

(3) 穿越頻率是指：增益為0dB時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率值。

判定標(biāo)準(zhǔn):

(1)、在室溫和標(biāo)準(zhǔn)輸入、正常負(fù)載條件下，閉環(huán)回路增益為0dB(無(wú)增益)的情況下,相位裕度是應(yīng)大于45 度；如果輸入電壓、負(fù)載、溫度變化范圍非常大, 相位裕度不應(yīng)小于30度。
(2)、同步檢查在相位接近于0deg時(shí),閉環(huán)回路增益裕度應(yīng)大于7dB，為了不接近不穩(wěn)定點(diǎn)，一般認(rèn)為增益裕度12dB以上是必要的。
(3)、同時(shí)依據(jù)測(cè)試的波特圖對(duì)電源特性進(jìn)行分析，穿越頻率按20dB/Dec閉合，頻帶寬度一般為開(kāi)關(guān)頻率的1/20～1/6。

過(guò)高則不穩(wěn)定，過(guò)低則響應(yīng)速度過(guò)慢。

測(cè)試儀器：環(huán)路響應(yīng)分析儀

測(cè)試連接方法：

8.rush電流

電流rush和均值要小于電源提供能力，電感磁珠等要滿足設(shè)計(jì)需求。

9.診斷

有些對(duì)外部供電的接口需要具備診斷功能，這就要求選擇的電源芯片能夠檢測(cè)負(fù)載狀態(tài)，可以分辨正常工作、輸出過(guò)流、對(duì)地對(duì)電源短路、過(guò)壓。芯片需要具備一個(gè)模擬量輸出信號(hào)給到MCU監(jiān)測(cè)。

10.SW開(kāi)關(guān)噪聲

SW開(kāi)關(guān)波形如下，

展開(kāi)后可看到振鈴細(xì)節(jié)，

加snubber緩沖吸收電路后，振鈴改善。但開(kāi)關(guān)損耗增加，snubber電阻越大損耗越大。