【導讀】fuzaishunbianceshishijianzhagonglvzhuanhuanqibiaoxiandeyizhongkuaisufangfa，takeyifanyingchuzhuanhuanqidetiaozhengsudu
，nengjiangzhuanhuanqidewendingxingwentituxianchulai。zhuanhuanqidefuzaitiaozhengtexing
、占空比極限、PCB布局問題和輸入電壓的穩定性也可經此測試快速顯現出來。

許多電子設備都包含了計算和無線連接功能，這些功能電路常常表現出很重的脈衝負載特性。麵對快速變化的脈衝負載
，全新的DC/DC轉(zhuan)換(huan)器(qi)需(xu)要(yao)具(ju)有(you)快(kuai)速(su)的(de)環(huan)路(lu)響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)來(lai)維(wei)持(chi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)穩(wen)定(ding)。為(wei)了(le)測(ce)試(shi)這(zhe)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)轉(zhuan)換(huan)器(qi)，擁(yong)有(you)能(neng)夠(gou)生(sheng)成(cheng)與(yu)最(zui)終(zhong)應(ying)用(yong)類(lei)似(si)的(de)快(kuai)速(su)變(bian)化(hua)的(de)負(fu)載(zai)工(gong)具(ju)是(shi)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)。

對於具有比較穩定的負載的通用型DC/DC轉zhuan換huan器qi來lai說shuo，快kuai速su的de回hui路lu響xiang應ying特te性xing是shi不bu需xu要yao的de，因yin而er也ye不bu必bi進jin行xing負fu載zai瞬shun態tai響xiang應ying特te性xing的de測ce試shi。但dan在zai把ba快kuai速su階jie躍yue變bian化hua的de負fu載zai施shi加jia到dao一yi個ge穩wen壓ya器qi上shang時shi，必bi然ran在zai很hen寬kuan的de頻pin帶dai內nei對dui調tiao節jie回hui路lu造zao成cheng衝chong擊ji，在zai某mou些xie情qing況kuang下xia甚shen至zhi可ke能neng逼bi迫po它ta們men運yun行xing在zai控kong製zhi回hui路lu的de極ji限xian之zhi下xia。通tong過guo將jiang一yi個ge快kuai速su變bian化hua的de階jie躍yue負fu載zai施shi加jia到dao一yi個ge轉zhuan換huan器qi的de輸shu出chu端duan，再zai對dui其qi輸shu出chu電dian壓ya的de響xiang應ying過guo程cheng進jin行xing分fen析xi

，可ke讓rang我wo們men快kuai速su而er且qie容rong易yi地di知zhi道dao這zhe個ge轉zhuan換huan器qi在zai麵mian臨lin這zhe樣yang的de狀zhuang況kuang時shi能neng否fou維wei持chi其qi輸shu出chu電dian壓ya的de穩wen定ding
，同tong時shi也ye能neng凸tu顯xian出chu可ke能neng存cun在zai的de環huan路lu穩wen定ding性xing問wen題ti
、電源供應的穩定性問題
、斜坡補償問題、負載調節性能和PCB布局問題。

圖中顯示了一個電流模式Buck轉換器在其負載發生1A快速跳變時典型的響應過程，其輸出電壓正常值VOUT NOM = 3.3V。

電(dian)流(liu)模(mo)式(shi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)對(dui)負(fu)載(zai)的(de)階(jie)躍(yue)變(bian)化(hua)不(bu)能(neng)做(zuo)出(chu)即(ji)時(shi)響(xiang)應(ying)
，所(suo)以(yi)，當(dang)負(fu)載(zai)發(fa)生(sheng)階(jie)躍(yue)變(bian)化(hua)的(de)時(shi)候(hou)，供(gong)給(gei)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)流(liu)最(zui)初(chu)是(shi)來(lai)源(yuan)於(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)裏(li)的(de)儲(chu)能(neng)。麵(mian)對(dui)負(fu)載(zai)的(de)快(kuai)速(su)跳(tiao)變(bian)，輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)的(de)ESR和ESL首(shou)先(xian)起(qi)作(zuo)用(yong)
，在(zai)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)上(shang)表(biao)現(xian)為(wei)一(yi)個(ge)不(bu)大(da)的(de)跳(tiao)變(bian)和(he)尖(jian)峰(feng)，然(ran)後(hou)才(cai)是(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)放(fang)電(dian)的(de)開(kai)始(shi)，這(zhe)將(jiang)造(zao)成(cheng)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)下(xia)沉(chen)。輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)下(xia)降(jiang)將(jiang)被(bei)誤(wu)差(cha)放(fang)大(da)器(qi)感(gan)知(zhi)到(dao)，相(xiang)應(ying)地(di)，這(zhe)將(jiang)導(dao)致(zhi)VCOMP的上升，這又會增加開關Q1導通的占空比，電感電流因此增大以滿足負載增大了的需要。在此過程關中，電壓下沉的幅度和恢複的時間將取決於多種因素：輸出電容的大小，負載電流跳變的幅度和它變化的速度dI/dt，誤差放大器的補償水平和整個控製回路的帶寬。

拋開由ESR和ESLzaochengdejianfenglaikan
，zhuanhuanqidejieyuexiangyingguochengzaizhegeanlizhongkanqilaishifeichangpinghuade，zhebiaomingcizhuanhuanqidebiaoxianshiwenjiande。xiangyingguochengzhongdedianyaxiachenfuduwei75mV，相當於輸出電壓的2.2%，這對大部分3.3V的電源供應來說是可以接受的。需要注意的是，如果我們使用的輸出電容是低ESR的MLCC
，由ESR所造成的跳變通常就看不出來。

可能影響轉換器麵對負載階躍的響應過程的情形大概有這些：

1. 不穩定的控製回路：當dang控kong製zhi回hui路lu調tiao整zheng得de不bu好hao時shi，轉zhuan換huan器qi的de控kong製zhi作zuo用yong可ke能neng過guo頭tou，快kuai速su負fu載zai階jie躍yue可ke能neng導dao致zhi輸shu出chu電dian壓ya的de顛dian簸bo或huo是shi存cun在zai振zhen鈴ling現xian象xiang，某mou些xie情qing況kuang下xia甚shen至zhi可ke能neng進jin入ru振zhen蕩dang狀zhuang態tai。

2. 不穩定的電源供應：轉(zhuan)換(huan)器(qi)輸(shu)出(chu)端(duan)的(de)負(fu)載(zai)跳(tiao)變(bian)會(hui)導(dao)致(zhi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)輸(shu)入(ru)端(duan)的(de)電(dian)源(yuan)供(gong)應(ying)器(qi)的(de)負(fu)載(zai)跳(tiao)變(bian)。假(jia)如(ru)電(dian)源(yuan)供(gong)應(ying)器(qi)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)不(bu)好(hao)，或(huo)者(zhe)是(shi)與(yu)轉(zhuan)換(huan)器(qi)匹(pi)配(pei)得(de)不(bu)好(hao)，則(ze)電(dian)源(yuan)供(gong)應(ying)器(qi)自(zi)身(shen)就(jiu)可(ke)能(neng)振(zhen)蕩(dang)起(qi)來(lai)，這(zhe)必(bi)然(ran)會(hui)傳(chuan)遞(di)到(dao)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)端(duan)

，看(kan)起(qi)來(lai)就(jiu)像(xiang)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)控(kong)製(zhi)回(hui)路(lu)不(bu)穩(wen)定(ding)一(yi)樣(yang)。

3. 斜坡補償問題：電dian流liu模mo式shi轉zhuan換huan器qi采cai用yong斜xie坡po補bu償chang方fang法fa避bi免mian高gao占zhan空kong比bi應ying用yong中zhong可ke能neng出chu現xian的de次ci諧xie波bo振zhen蕩dang。為wei了le讓rang斜xie坡po補bu償chang工gong作zuo正zheng常chang
，適shi當dang程cheng度du的de電dian感gan電dian流liu紋wen波bo是shi必bi須xu的de。電dian感gan選xuan擇ze不bu當dang會hui導dao致zhi不bu當dang的de電dian流liu紋wen波bo，並bing在zai遇yu到dao階jie躍yue負fu載zai時shi出chu現xian不bu穩wen定ding的de次ci諧xie波bo。

4. 在占空比極限下工作：當轉換器在靠近最小/zuidazhankongbidezhuangtaixiayunxingshi，fuzaidekuaisujieyuebianhuajiangshizhuanhuanqichujizhankongbidejixian
，zhejiangdaozhishuchudianyaxiachenhuoshangchongguodu
，mouxieshihoushenzhihuizaochengzhuanhuanqiyunzuozaibaohumoshixia。

5. PCB布局問題：假如由於PCB布(bu)局(ju)而(er)造(zao)成(cheng)的(de)阻(zu)抗(kang)出(chu)現(xian)在(zai)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)小(xiao)信(xin)號(hao)環(huan)節(jie)和(he)功(gong)率(lv)環(huan)節(jie)上(shang)，電(dian)壓(ya)的(de)耗(hao)損(sun)和(he)噪(zao)聲(sheng)的(de)耦(ou)合(he)就(jiu)會(hui)發(fa)生(sheng)
，這(zhe)將(jiang)劣(lie)化(hua)轉(zhuan)換(huan)器(qi)對(dui)階(jie)躍(yue)負(fu)載(zai)的(de)響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)。假(jia)如(ru)負(fu)載(zai)處(chu)在(zai)遠(yuan)離(li)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)地(di)方(fang)，多(duo)出(chu)來(lai)的(de)路(lu)徑(jing)阻(zu)抗(kang)會(hui)在(zai)負(fu)載(zai)增(zeng)加(jia)時(shi)導(dao)致(zhi)電(dian)壓(ya)的(de)下(xia)沉(chen)，劣(lie)化(hua)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)負(fu)載(zai)調(tiao)整(zheng)性(xing)能(neng)。此(ci)外(wai)，當(dang)負(fu)載(zai)發(fa)生(sheng)跳(tiao)變(bian)時(shi)，路(lu)徑(jing)電(dian)感(gan)也(ye)能(neng)導(dao)致(zhi)振(zhen)鈴(ling)信(xin)號(hao)的(de)出(chu)現(xian)。

下圖顯示了一個3.3V / 3A轉zhuan換huan器qi負fu載zai階jie躍yue響xiang應ying較jiao差cha和he良liang好hao的de例li子zi。左zuo邊bian的de例li子zi顯xian示shi調tiao節jie器qi輸shu出chu電dian壓ya在zai負fu載zai暫zan態tai後hou出chu現xian嚴yan重zhong的de振zhen鈴ling現xian象xiang
，說shuo明ming控kong製zhi回hui路lu具ju有you邊bian際ji穩wen定ding性xing。在zai大da多duo數shu情qing況kuang下xia，這zhe與yu反fan饋kui回hui路lu補bu償chang結jie合he輸shu出chu電dian容rong值zhi有you關guan。

測試的實施：客戶這邊之前的產品沒有測試過這個參數，批量生產後發現後端MCU在現場大量過壓損壞。後更換DCDC芯片
，廠商說絕對不會有類似問題。但是客戶還是不放心，希望我們可以協助測量一下。

我們采用了如下的測試方案：

一個受脈衝發生器控製其通/斷的MOSFET開關。MOSFET開關的切換速度可用其柵極的可選的RC網絡進行調節


；MOSFET漏極連接的電阻R2可根據需要的動態負載調節幅度進行選擇；電阻R1用yong於yu設she定ding負fu載zai階jie躍yue的de靜jing態tai基ji點dian。負fu載zai電dian流liu的de階jie躍yue變bian化hua可ke通tong過guo示shi波bo器qi的de電dian流liu探tan頭tou進jin行xing測ce量liang，對dui轉zhuan換huan器qi輸shu出chu電dian壓ya的de測ce量liang則ze需xu要yao在zai輸shu出chu電dian容rong或huo是shi負fu載zai點dian上shang進jin行xing。

使用AFG31252產生一個快速脈衝
， AFG31252可以輕鬆產生4ns的上升或者下降邊沿。

我們的測試環境搭建完畢：

我們使用了這款DCDC的評估板
，這是一款隻到52V的耐壓的BUCK的開關穩壓器，評估板很貼心的使用了BNC接口
，方便我們對紋波和 Load Transient進行測量。

我wo們men看kan到dao，這zhe顆ke芯xin片pian肯ken定ding做zuo過guo非fei常chang特te殊shu的de處chu理li。當dang負fu載zai發fa生sheng大da幅fu度du快kuai速su階jie躍yue時shi幾ji乎hu完wan全quan沒mei有you電dian壓ya過guo衝chong發fa生sheng。這zhe一yi定ding是shi對dui於yu電dian壓ya敏min感gan型xing負fu載zai特te殊shu優you化hua過guo，這zhe對dui於yu一yi些xie需xu要yaoDCDC後麵直接帶MCU這種對電壓要求很敏感的需求來說非常重要。

我們打開波形
，可以看到
，得益於AFG31000係列的4ns的上升速度和TCP0030A高速電流探頭的120Mhz帶寬，得以觀測到
，這個電流快沿時間速度高達1.6A/us !

這樣就夠了麼？可以告訴客戶
，放心用，不會再燒後端了。並沒有！

通過手冊我們得知，由於這顆芯片支持多模式開關方式切換，為了可以在各種工作電流情況下都得到最優的效率。

所以我們還需要繼續測試在各種模式轉換過程中，是否存在過壓發生。

經(jing)過(guo)對(dui)於(yu)多(duo)種(zhong)工(gong)況(kuang)的(de)負(fu)載(zai)條(tiao)件(jian)測(ce)試(shi)，基(ji)本(ben)都(dou)沒(mei)有(you)發(fa)現(xian)嚴(yan)重(zhong)的(de)過(guo)壓(ya)情(qing)況(kuang)發(fa)生(sheng)，客(ke)戶(hu)看(kan)到(dao)後(hou)對(dui)這(zhe)套(tao)儀(yi)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)非(fei)常(chang)滿(man)意(yi)。我(wo)們(men)通(tong)過(guo)這(zhe)套(tao)組(zu)合(he)，讓(rang)客(ke)戶(hu)一(yi)方(fang)麵(mian)了(le)解(jie)了(le)這(zhe)種(zhong)需(xu)求(qiu)的(de)測(ce)試(shi)方(fang)式(shi)

，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)輔(fu)助(zhu)客(ke)戶(hu)更(geng)快(kuai)更(geng)可(ke)靠(kao)的(de)實(shi)現(xian)快(kuai)速(su)量(liang)產(chan)。

關於泰克科技

泰克公司總部位於美國俄勒岡州畢佛頓市，致力提供創新、精確

、操作簡便的測試
、測量和監測解決方案，解決各種問題

，釋放洞察力，推動創新能力。70多年來
，泰克一直走在數字時代前沿。歡迎加入我們的創新之旅，敬請登錄：tek.com.cn

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻

、圖片
、文字如涉及作品版權問題
，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

提高帶寬
，打造適應未來發展的CATV解決方案

現代電子電路的精確電流測量：板級監測的不同測量方法比較

MPS智能駕駛解決方案

如何使用Hi-Z緩衝器簡化AFE設計

DC/DC轉換器的隔離