DC-DC電源測試哪些項目

1.單調(diào)性

電源啟動過程中，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，則會形成下跌。

另外，有的芯片對供電爬升時間有限制要求，比如美信有一款編串芯片要求3.3和1.8電源同時上電且爬坡時間小于1.5ms?？梢酝ㄟ^調(diào)整軟啟動電容容值改變啟動時間。

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.輸出對地短路

對輸出短路，監(jiān)測輸出電壓及電流，觀察是否冒煙冒火。在短路解除后，監(jiān)測輸出電壓及電流，確認是否可以恢復(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。紋波的形成是因為電流流過輸出電容在電容的ESR上所引起的壓降，開關(guān)電源中不斷地有脈動的電流流經(jīng)電容，所以它的紋波頻率等于開關(guān)頻率。

脈動的電壓波動上疊加了開關(guān)電源開關(guān)信號所引起的開關(guān)噪音。

下面一張圖可以對紋波噪聲有直觀了解。

展開后看細節(jié):

（2）如何測量紋波

A.示波器耦合方式選擇“AC”。

B.進行電源紋波和噪聲測試推薦采用衰減比為 1:1 的示波器探頭，因為 1:1 衰減比的探頭對信號沒有衰減那么在示波器里也不會再進行放大，因此不會放大示波器前端的本底噪聲。

C.測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量，盡量保證測量的準確性。如果開關(guān)頻率較高，也可以考慮設(shè)置示波器全帶寬，同時關(guān)注底噪的影響。

D.測試點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.提高開關(guān)頻率。

抑制開關(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，使開關(guān)邊沿變緩。

5.溫升

Tj＝Tc＋θjc×P
Tj：芯片（結(jié)點）溫度，

Tc：封裝外殼溫度（℃），

θja：結(jié)點到環(huán)境間的熱阻（℃/W），

θjc：結(jié)點到外殼間的熱阻（℃/W），

P：功耗（W）。

Tj計算后要小于芯片規(guī)格書最大值，且留有10-15℃的裕量。

6.負載瞬態(tài)響應(yīng)

使用電子負載，設(shè)定負載電流在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，有的話說明環(huán)路穩(wěn)定性有問題。

7.環(huán)路穩(wěn)定性

衡量開關(guān)電源穩(wěn)定性的指標是相位裕度和增益裕度。同時穿越頻率，也應(yīng)作為一個參考指標。

定義：
(1) 相位裕度是指：增益降到0dB時所對應(yīng)的相位。

(2) 增益裕度是指：相位為0deg時所對應(yīng)的增益大小(實際是衰減)。

(3) 穿越頻率是指：增益為0dB時所對應(yīng)的頻率值。

判定標準:

(1)、在室溫和標準輸入、正常負載條件下，閉環(huán)回路增益為0dB(無增益)的情況下,相位裕度是應(yīng)大于45 度；如果輸入電壓、負載、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,閉環(huán)回路增益裕度應(yīng)大于7dB，為了不接近不穩(wěn)定點，一般認為增益裕度12dB以上是必要的。
(3)、同時依據(jù)測試的波特圖對電源特性進行分析，穿越頻率按20dB/Dec閉合，頻帶寬度一般為開關(guān)頻率的1/20～1/6。

過高則不穩(wěn)定，過低則響應(yīng)速度過慢。

測試儀器：環(huán)路響應(yīng)分析儀

測試連接方法：

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)計需求。

9.診斷

有些對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負載狀態(tài)，可以分辨正常工作、輸出過流、對地對電源短路、過壓。芯片需要具備一個模擬量輸出信號給到MCU監(jiān)測。

10.SW開關(guān)噪聲

SW開關(guān)波形如下，

展開后可看到振鈴細節(jié)，

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