測(cè)試目的
驗(yàn)證待測(cè)電源在輸出負(fù)載動(dòng)態(tài)變化時(shí),輸出電壓及信號(hào)是否符合規(guī)格要求:
- 電壓波動(dòng)范圍,
- 瞬態(tài)響應(yīng)能力。
測(cè)試條件及示意圖
- 輸入:規(guī)格中定義的最小及最大輸入交/直流電壓,最小及最大交流頻率
- 輸出:規(guī)格中定義的動(dòng)態(tài)負(fù)載電流條件及規(guī)格所允許的最小電容負(fù)載
- 溫度:最低工作溫度,常溫及最高工作溫度
- 示波器采樣方式:一般設(shè)為Sample或Hi-res模式

負(fù)載設(shè)置(如圖示)
- 開(kāi)機(jī)后按規(guī)格要求,調(diào)整負(fù)載電流的變化周期(通過(guò)改變t1,t2)。
測(cè)量波形數(shù)據(jù)
如下圖中的各項(xiàng)數(shù)據(jù):
- 電壓值:Vo-max, Vovershoot, Vo-stable1, Vo-stable2, Vo-undershoot, Vo-min,
- 響應(yīng)時(shí)間:tR1,tR2
- 參考值:t1, t2,Iomax,Io-min;或負(fù)載占空比,頻率,Iomax,Io-min;
測(cè)試步驟
1)設(shè)定最低環(huán)境工作溫度,最小輸入電壓/頻率;對(duì)需做動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試的輸出,依規(guī)格要求設(shè)定其負(fù)載電流的起、止點(diǎn),負(fù)載電流的上升、下降速率(Slew Rate)及負(fù)載電流的變化周期;其他輸出負(fù)載按照Regulation Table要求設(shè)定;
2)開(kāi)機(jī)后按規(guī)格要求,調(diào)整負(fù)載電流的變化周期(t1,t2),觀察輸出波形的變化;
3)記錄使Vo-max、Vovershoot、Vundershoot及Vo-stable1最大,Vo-min及Vo-stable2最小的測(cè)試條件, 測(cè)量輸出電壓的各對(duì)應(yīng)值及輸出響應(yīng)時(shí)間,并保存波形;
4)在步驟3的動(dòng)態(tài)電流的變化周期下,改變其他輸出負(fù)載條件,使Vo-max、Vovershoot、Vundershoot及Vo-stable1最大,Vo-min及Vo-stable2最小,測(cè)量并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù);
5)以步驟3及4找到的最差負(fù)載條件為負(fù)載,以待測(cè)電源所提供的各種開(kāi)機(jī)方式開(kāi)機(jī)(如AC on, PS_ON on);
6)依次改變測(cè)試條件(動(dòng)態(tài)負(fù)載起始點(diǎn),輸入電壓/頻率及環(huán)境溫度),重復(fù)步驟2、3、4、5;
7)同樣方法測(cè)試其他輸出動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
判定條件
各輸出測(cè)量值符合規(guī)格要求:
- 不能有震鈴(Ringing, 反饋回路欠阻尼)現(xiàn)象,
- 待測(cè)電源不可以損壞(Damaged/Broken down),
- 待測(cè)電源不可以工作不穩(wěn)定,甚至關(guān)機(jī)(Shut down),
- 響應(yīng)時(shí)間符合要求。
* 判定圖例 1
如下圖中的各輸出測(cè)量值符合規(guī)格要求;雖有過(guò)阻尼,但可接受;

* 判定圖例 2
雖然如下圖中的各輸出測(cè)量值符合規(guī)格要求,但反饋回路欠阻尼(不穩(wěn)定),故不能接受。
改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)的對(duì)策參考:
- 適當(dāng)改善反饋?lái)憫?yīng)速率(如適當(dāng)減小431上RC電路中的電容量、增加光耦電流、減小電流檢測(cè)PIN腳上RC電路中的電容值),但需注意噪聲、重載開(kāi)機(jī)問(wèn)題;另外,這一方案也受制于實(shí)際設(shè)計(jì)方案的選擇:
* PWM方式受最大占空比的限制(Flyback:約0.8,單端正激0.5,其他如Push-pull、Half-bridge,F(xiàn)ull-bridge等為0.8,Boost為0.9等),因此設(shè)計(jì)初期最大占空比的選擇就應(yīng)當(dāng)保留一定的余量;
* PFM方式也受制于工作頻率限制,以免產(chǎn)生噪聲或EMI的問(wèn)題;
在容許的情況下(較低的電容電壓),盡可能讓占空比或開(kāi)關(guān)頻率在動(dòng)態(tài)情形下逐步增大,以避免如電流應(yīng)力加大等問(wèn)題;
- 增加輸出電容容量或并聯(lián)數(shù)量,適當(dāng)降低輸出儲(chǔ)能電感的感量
* 電感中的電流不能突變,這是影響輸出動(dòng)態(tài)響應(yīng)的關(guān)鍵,尤其在CCM模式的時(shí)候,因此,適當(dāng)降低感量可以改善動(dòng)態(tài)響應(yīng),但需要考慮輕載時(shí)的反饋穩(wěn)定性問(wèn)題(CCM轉(zhuǎn)變成DCM會(huì)造成系統(tǒng)不穩(wěn)定)
* 電容的電流可以突變,因此,可以考慮適當(dāng)考慮增加電容容量或數(shù)量來(lái)改善,如果Layout空間允許的話。
- 采用多個(gè)變換器并聯(lián)方案,但成本會(huì)較高,這在電流變化速率要求較高的場(chǎng)合(如CPU供電的3~6相V-core電路);
- 增加開(kāi)關(guān)頻率,以更快的速度傳遞能量,但需考慮元器件的頻率特性、EMC及效率等問(wèn)題;
以上的方案在實(shí)際應(yīng)用中,需綜合考慮。