能夠產(chǎn)生200A、75V瞬變的SPST雙極性電源開(kāi)關(guān)(07-100)

　　通用電源或電源IC的測(cè)量存在一個(gè)普遍問(wèn)題，即對(duì)開(kāi)關(guān)能力的要求，要求開(kāi)關(guān)能夠產(chǎn)生瞬變，處理必要的大電流和脈沖電壓。這樣的開(kāi)關(guān)必需能夠連接各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電路，具體取決于被測(cè)電源的類(lèi)型及其應(yīng)用。

　　有些情況下，可以采用商業(yè)化的測(cè)試負(fù)載或開(kāi)發(fā)一套測(cè)試流程。如果開(kāi)關(guān)的一側(cè)連接在電源的公共端，測(cè)試過(guò)程將相對(duì)簡(jiǎn)單。否則，就必須設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器，使設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。一個(gè)足夠靈活、能夠支持電源瞬態(tài)故障測(cè)試的開(kāi)關(guān)將是一個(gè)非常有用的測(cè)試工具。綜上所述，可以歸納出對(duì)這種開(kāi)關(guān)的要求，包括最大額定電壓和額定電流，用來(lái)測(cè)試目前市場(chǎng)上多數(shù)中等功率的電源。

　　這種開(kāi)關(guān)應(yīng)該能夠處理100A的電流，承受至少75V的開(kāi)路電壓。開(kāi)關(guān)需要在兩個(gè)方向滿(mǎn)足電流、電壓的要求，因?yàn)橐恍y(cè)試會(huì)產(chǎn)生電流振鈴，有些電源電路需要雙極性輸出。開(kāi)關(guān)的通、斷速度應(yīng)該保持在幾十納秒以?xún)?nèi)，以便觀察電路的瞬態(tài)響應(yīng)。開(kāi)關(guān)的串聯(lián)電阻必須足夠低，串聯(lián)電感也必須非常低，這意味著需要采用緊湊的物理結(jié)構(gòu)和非常短的電流路徑。此外，還要求開(kāi)關(guān)提供電氣隔離，具有非常低的輸出對(duì)地電容?？傊瑢?duì)于開(kāi)關(guān)的基本要求是當(dāng)開(kāi)關(guān)連接到電路時(shí)不影響電路的性能和響應(yīng)。

　　圖1所示開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足上述多項(xiàng)指標(biāo)的要求，它通過(guò)一個(gè)數(shù)字隔離耦合器實(shí)現(xiàn)，該耦合器的端到端電容小于1pf?？倐鬏斞訒r(shí)為80ns，輸出上升時(shí)間接近40ns。輸出級(jí)由兩個(gè)低RDSON的MOSFET構(gòu)成，能夠處理雙極性200A、75V的電源瞬變。

　　開(kāi)關(guān)元件(兩個(gè)反向連接的輸出MOSFET)具有7m?導(dǎo)通電阻和25nH導(dǎo)通電感。導(dǎo)通狀態(tài)下，對(duì)于雙向電流 (包括零點(diǎn))表現(xiàn)為線性電阻，類(lèi)似于導(dǎo)線連接，不會(huì)引入諧波失真。

　　對(duì)于吸收電流大于50A的小阻值負(fù)載，開(kāi)關(guān)上升時(shí)間(定義為瞬間導(dǎo)通)由導(dǎo)通電感決定。電流較低時(shí)，上升時(shí)間小于40ns，下降時(shí)間(瞬間關(guān)斷)主要由負(fù)載阻抗決定。

　　電路隔離側(cè)(開(kāi)關(guān))的電源由一組3節(jié)3V鋰離子原電池串聯(lián)而成 (CR2025鋰錳電池)。對(duì)于幾kHz的開(kāi)關(guān)頻率，標(biāo)稱(chēng)值為170mAh的這種電池能夠連續(xù)使用一個(gè)多月。對(duì)于常見(jiàn)的測(cè)試平臺(tái)，電池的使用壽命大概為3個(gè)月。

　　輸入為0V至5V的數(shù)字信號(hào)，只要求上升沿和下降沿時(shí)間小于20ns，最小脈寬為50ns(通或斷)。傳導(dǎo)電流小于18A時(shí)，開(kāi)關(guān)處于不確定的通或斷狀態(tài)。

　　圖1a