合格的硬體工程師需要設計測試用例來測試整個電源系統設計是否合理。DCDC的測試項目也至關重要,本篇文章重點介紹DCDC的測試項目及一些注意事項。
測試需要儀表支援,基本如下:
- 示波器
- 直流穩壓源
- 電子負載儀
- 熱成像儀
- 頻域分析儀
測試DCDC基本項目如下:
1. Startup(上電曲線)
使用示波器兩通道監測輸入輸出上電時序波形,輸入電壓按照需要進行設定(如果是定值直接選取定值,如果是活動電壓,需要挑選不同電壓測試),輸出負載電流按照實際應用設定,示波器設計20MHz帶寬測試。上電曲線主要測試輸入輸出時序曲線以及波形是否穩定。如下圖參考:
![](https://img.laitimes.com/img/__Qf2AjLwojIjJCLyojI0JCLiAzNfRHLGZkRGZkRfJ3bs92YsYTMfVmepNHLsp0MipGbIJWdKhlWw40MMBjVtJWd0ckW65UbM5WOHJWa5kHT20ESjBjUIF2X0hXZ0xCMx81dvRWYoNHLrdEZwZ1Rh5WNXp1bwNjW1ZUba9VZwlHdssmch1mclRXY39CXldWYtlWPzNXZj9mcw1ycz9WL49zZwpmL2IzN3ETNwMTMzAzMwkTMwIzLc52YucWbp5GZzNmLn9Gbi1yZtl2Lc9CX6MHc0RHaiojIsJye.jpg)
2. Shutdown(掉電曲線)
同上電曲線一緻,測試輸入輸出掉電時序,觀測是否有掉電時間過長等問題出現,如下圖參考:
3.Efficiency (效率)
效率等于輸出功率/輸入功率,針對不同輸入不同負載電流記錄資料,整理表格,如下圖參考:
源資料格式如下圖參考:
4.Load regulation (負載調整率)
負載電流變動相對于輸出電壓的穩定度,使用電子負載儀恒流模式從輕載到滿負荷重載電流下記錄輸出電壓的變化,如下圖參考:
5.Line regulation (線性調整率)
輸入電壓變動相對于輸出電壓的穩定度,輸入電壓變化輸入,輸出負載按照應用場景設定,記錄輸出電壓的變化,如下圖參考:
6.Load Transient (瞬态響應)
環路設計的是否穩固,需要通過瞬态響應測試來觀測,檢視是否有振鈴現象。調節電子負載儀使輸出負載瞬态變化,記錄輸出電壓波形變化。如下圖參考:
7. Frequncy Response (頻域響應)
使用頻域響應儀得出波特圖,檢視交越頻率對應的相位裕量是否合理,如下圖參考:
8. Input / Output Ripple(輸入輸出紋波)
示波器設定AC模式,不同的輸出負載下記錄輸入輸出電壓紋波。
9. Switching Node (開關節點)
針對同步式測試 Low-Side FET 和 High-Side FET 節點電壓波形,檢視是否存在振鈴過充現象。
10. Thermal Image (熱成像圖)
使用熱成像儀記錄DCDC區域各個器件的溫度譜變化。
關于測試方法,尤其使用示波器測試紋波電壓時需要注意以下幾點:
- 測試環路一定要小,使用接地彈簧探針進行測量
- 示波器帶寬設定
進行電源測試時,帶寬一般設定為20MHz。下圖是不同帶寬測試紋波效果:
參考
TI-PMP10214RevB Test Results