0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

如何对电源做负载瞬态响应测试

GReq_mcu168 来源:头条号硬件大不同 作者:头条号硬件大不同 2022-07-04 14:22 次阅读

电源电子产品的核心部分,作为一个硬件工程师,当电源完成设计时,对电源做负载瞬态响应测试通常是必不可少的测试环节。通常的电子负载都具有瞬态响应测试功能。

956acd10-e3cd-11ec-ba43-dac502259ad0.png

95a6b618-e3cd-11ec-ba43-dac502259ad0.png

当你手头没有电子负载时,可以自己自制一个简单的测试工具来测量电源的瞬态响应功能。以下是测试方法。

95eb044e-e3cd-11ec-ba43-dac502259ad0.png

负载瞬变测试工具的核心是单片机控制下的MOSFET功率开关,它以一定的占空比工作在开和关两种状态下,当它与电源的输出端连接在一起时, MOSFET开关控制的负载电阻便时断时续地接入电路中,因此而形成快速变化的负载脉冲。这种方法生成的负载阶跃变化速度很快(约 500ns 上升/下降时间),可以用于任意输出电压电源的测试中。当这样的阶跃负载被施加到电源输出端以后,我们可以通过测量输出电压的波形,对控制回路的稳定性进行分析。

快速变化的负载阶跃可在宽阔的频率范围内对调节器的控制环路构成冲击,假如控制环路的稳定性不足或是处于欠阻尼情况下,它的输出电压波形上就会出现振铃信号。这种方法仅在连续导通模式( CCM)下才是有效的, 因而测试过程中需要避免出现非连续导通模式( PSM),即使是 PSM-CCM 的转换过程也要避免,所以需要将静态负载调节到使系统工作在 CCM 模式下。

下图分别显示了一个很差和一个很好的3.3V/3A 转换器的负载阶跃响应的波形。在第1个图的波形上,电源的输出电压在负载发生跳变后出现了严重的振荡现象,这表示它的控制环路存在明显的稳定性问题。在大多数情况下,这都是由于转换器的环路补偿设置与输出电容的容量不匹配而造成的。

965984d2-e3cd-11ec-ba43-dac502259ad0.png

969b3684-e3cd-11ec-ba43-dac502259ad0.png

除了环路的稳定性问题以外, PCB 布局中的路径电感、 电源输入端的振荡过程等也会造成类似的的振铃现象。如果我们使用快速负载瞬变测试工具来测试,这些问题都可以很容易地被定位出来。

96e9448c-e3cd-11ec-ba43-dac502259ad0.png

上图是通过单片机来驱动MOSFET的,MOSFET 的栅极驱动电路是按照开关切换速度大约 为500ns 上升/下降时间设定的,减小或取消 C2 可以提高开关速度。实际的负载电流变化速度还与测试工具和测试对象之间的连线电感的大小有关,当测试电压很低时(如<2V),最好是使用短而粗的导线来连接工具和测试对象。

JP1~JP7 为跳线器,用来选择需要的脉冲负载电阻。

通过示波器可以测量出电流脉冲的上升和下降时间 。电路在工作时会产生寄生 自感 , 寄生自感是限制电流脉冲上升时间的主要因素,自感状态的公式是:V/L=di/dt.这里V表示所加的电压 , L表示电感值 , di/dt表示电流在每秒钟 的变化率 。如果对电源的负载电流变化率要求越高的话 , 那么要求负载总的自感量越小 ,假定电源电压为3.3V , 10A/ns的di/dt要求负载的总自感不超过0.33mH ,这么低的自感 , 要求选择精确的负载电阻和合理的电路布局。负载电阻必须是金属氧化物 、碳素薄膜或含其他碳素元件 。可以将多个负载电阻并联 , 将多个电阻并联起来后自感平均到每个电阻上 , 从而使附加自感最小 , 同时它还降低了电流的上升时间 , 任何附加的自感都会导致振铃 , 并且使示波器测量波形变得很困难。

我们可以通过单片机来调节输出PWM的频率和占空比,通过调节这些参数来测试电源的响应能力、当然我们也可以使用NE555来代替单片机来实现同样的功能。

原文标题:电源负载瞬态响应测试工具

文章出处:【微信公众号:硬件攻城狮】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

审核编辑:汤梓红

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电源
    +关注

    关注

    184

    文章

    17710

    浏览量

    250021
  • 单片机
    +关注

    关注

    6036

    文章

    44555

    浏览量

    634855
  • 负载瞬态响应

    关注

    0

    文章

    6

    浏览量

    2041

原文标题:电源负载瞬态响应测试工具

文章出处:【微信号:mcu168,微信公众号:硬件攻城狮】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    实测干货分享|如何使用示波器和AFG测试电源负载瞬态响应

    对于具有比较稳定的负载的通用型DC/DC转换器来说,快速的回路响应特性是不需要的,因而也不必进行负载瞬态响应特性的
    的头像 发表于 08-17 16:10 1433次阅读
    实测干货分享|如何使用示波器和AFG<b class='flag-5'>测试</b><b class='flag-5'>电源</b>的<b class='flag-5'>负载</b><b class='flag-5'>瞬态</b><b class='flag-5'>响应</b>?

    电源设计的负载瞬态响应改善

    电源控制环路带宽以改善瞬态负载及线路响应的方法。您可能必须要参考原文来继续这一讨论。功率级是一个带电容输出滤波器和单极衰减的电流模式控制反馈电路。图 1 显示了该控制环路的结构图,该图
    发表于 07-11 07:33

    测试负载瞬态响应的注意事项有哪些

    参考开关电源环路响应(伯德图)测试。在一些小公司测试设备可能不是很齐全,今天就介绍下通过其他方式测试负载
    发表于 11-12 08:23

    DCDC电源负载瞬态响应相关资料推荐

    DCDC电源负载瞬态响应分析负载瞬态响应输出电压过冲
    发表于 11-17 06:07

    电源的输入和负载瞬态响应测试

    摘要:输入和负载瞬态响应测量反映了电源对输入电压和负载电流发生突变时的应变能力。这些测试反映了控
    发表于 04-27 13:56 32次下载

    电源的线负载瞬态响应测试

    有关线和负载瞬态响应电源指标说明了电源对于突变的线电压和负载电流的
    发表于 03-07 15:54 49次下载
    <b class='flag-5'>电源</b>的线<b class='flag-5'>负载</b><b class='flag-5'>瞬态</b><b class='flag-5'>响应</b><b class='flag-5'>测试</b>

    开关稳压器详解(九)-负载瞬态响应测试

    参考开关电源环路响应(伯德图)测试。在一些小公司测试设备可能不是很齐全,今天就介绍下通过其他方式测试负载
    发表于 11-07 11:51 18次下载
    开关稳压器详解(九)-<b class='flag-5'>负载</b><b class='flag-5'>瞬态</b><b class='flag-5'>响应</b><b class='flag-5'>测试</b>

    DCDC电源负载瞬态响应分析

    DCDC电源负载瞬态响应分析负载瞬态响应输出电压过冲
    发表于 11-10 10:50 42次下载
    DCDC<b class='flag-5'>电源</b><b class='flag-5'>负载</b><b class='flag-5'>瞬态</b><b class='flag-5'>响应</b>分析

    改善电源负载瞬态响应性能的​设计方法

    电子电路一般都需要一个即使在负载电流发生瞬变时,输出电压也能维持在特定容差范围内的电压源,以确保电路的正常工作。设计工程师必须在理解瞬态响应原理的基础上,利用正确的设计思路才能以较低的成本改善
    发表于 02-11 14:16 11次下载
    改善<b class='flag-5'>电源</b><b class='flag-5'>负载</b><b class='flag-5'>瞬态</b><b class='flag-5'>响应</b>性能的​设计方法

    电源的线路和负载瞬态测试

    线路和负载瞬态测量说明了电源响应线路电压和负载电流突然变化的能力。测试测量可以揭示输出中明显的过
    的头像 发表于 03-17 11:45 2432次阅读
    <b class='flag-5'>电源</b>的线路和<b class='flag-5'>负载</b><b class='flag-5'>瞬态</b><b class='flag-5'>测试</b>

    测试电源负载瞬态响应的常用方法及注意事项

    测试电源负载瞬态响应是评估电源的重要指标之一。电源
    的头像 发表于 11-06 16:16 1215次阅读

    改善电源负载瞬态响应性能的设计

    电源瞬态响应性能是指电源负载变化时的输出响应速度和稳定性。
    的头像 发表于 11-06 16:30 897次阅读
    改善<b class='flag-5'>电源</b><b class='flag-5'>负载</b><b class='flag-5'>瞬态</b><b class='flag-5'>响应</b>性能的设计

    电源负载动态响应测试方法

    电源负载动态响应测试方法  电源负载动态响应
    的头像 发表于 12-19 13:47 2489次阅读

    电源ate测试:常见电源负载瞬态响应测试方法介绍

    负载瞬态响应测试方法有:负载变化测试、短路测试以及脉
    的头像 发表于 12-20 16:49 1133次阅读

    负载瞬态响应----增强环路稳定性测试

    验证开关转换器的稳定性对于电源设计非常重要,频率环路响应负载瞬态响应被经常用于确保开关转换器的稳定性。虽然频率环路
    的头像 发表于 04-13 08:30 878次阅读
    <b class='flag-5'>负载</b><b class='flag-5'>瞬态</b><b class='flag-5'>响应</b>----增强环路稳定性<b class='flag-5'>测试</b>