引言

在現代電子系統中，電源芯片是不可或缺的核心組件之一。其性能的優劣直接關系到整個電子設備的穩定性和可靠性。因此，對電源芯片進行綜合性的測試至關重要。本文以國科安芯生產的ASP3605芯片為例，詳細介紹一款電源芯片的綜合性測試流程。通過嚴謹的測試方法和全面的性能評估，確保芯片能夠在各種應用場景中穩定運行，滿足設計要求。

1.芯片概述

ASP3605是一款高效同步降壓調節器，支持多個調節器異相運行，適用于雙鋰離子電池輸入以及12V或5V負載端電源應用。該芯片具有以下主要特性：最高效率可達94%，輸出電流為5A，輸入電壓范圍為4V至15V，集成功率N溝道MOSFET，可調頻率范圍為800kHz至4MHz，最多支持12相級聯，輸出跟蹤功能，0.6V參考精度為±1%，紋波典型值小于4.5mV，且通過了車規認證（AEC-Q100Grade1）和企業航天級認證（SEU≥75Mev.cm2/mg或10??次/器件.天，SEL≥75Mev.cm2/mg）。

2.測試環境搭建

2.1測試環境示意圖

測試環境的搭建是確保測試結果準確性的基礎。測試環境連接關系如下圖所示，包括測試板卡、電源、電子負載、示波器和萬用表等設備。測試板卡用于承載被測芯片，電源提供輸入電壓，電子負載模擬實際應用場景中的負載變化，示波器用于測量電壓和電流波形，萬用表用于測量靜態電流和阻抗等參數。

2.2測試設備

測試過程中使用的設備必須經過校準，以確保測試結果的準確性。本次測試使用的設備包括：

3.測試項目

3.1引腳對地阻抗與OS電壓

引腳對地阻抗和OS電壓的測試是評估芯片引腳電氣特性的重要步驟。在斷電狀態下，使用萬用表測量所有引腳的阻抗和OS電壓。

3.2電源紋波

電源紋波是衡量電源穩定性的重要指標。使用示波器測量VOUT和GND引腳之間的電壓紋波。測試條件為交流耦合，20MHz帶寬，FCM模式。

3.3芯片效率、負載調整率與線性調整率

芯片效率是衡量電源芯片性能的關鍵指標之一。通過測量輸入電壓、輸入電流、輸出電壓和輸出電流，計算芯片效率。負載調整率和線性調整率分別衡量輸出電壓在不同負載和輸入電壓條件下的穩定性。測試方法如下：

效率 ：使用示波器測量輸入電壓和電流，輸出電壓和電流，計算效率。

負載調整率 ：測量不同負載電流下的輸出電壓，計算負載調整率。

線性調整率 ：測量輸入電壓變化過程中最大負載電壓與最小負載電壓的差值。

3.4輸出動態負載測試

輸出動態負載測試用于評估芯片在負載快速變化時的響應能力。使用電子負載動態測試功能，使負載在2A和4A之間以1A/μs的變化率變化，使用示波器測量VOUT。

3.5靜態電流與關機電流

靜態電流和關機電流是衡量芯片功耗的重要指標。測試方法如下：

關機電流 ：將RUN引腳短接到GND，加電后測量電流。

靜態電流 ：將RUN引腳懸空，不加負載，加電后測量電流。

**測試條件為VIN=12V，VOUT=1.2V。**

3.6軟啟動時間

軟啟動時間是衡量芯片啟動特性的重要指標。使用示波器測量VOUT上升沿的時間。測試條件為FCM模式，IOUT=0A/4A。

3.7RT調頻

RT調頻用于評估芯片的頻率調節能力。使用示波器測量CLKOUT在不同RT檔位下的波形。測試條件為VIN=5V，VOUT=3.3V，空載。

3.8SW波形

SW波形測試用于評估芯片的開關特性。使用示波器測量SW引腳波形。

3.9IPGOOD（PGOOD漏電流）

IPGOOD漏電流測試用于評估PGOOD引腳的漏電流。使用萬用表測量PGOOD和GND之間的電流。測試條件為FCM模式。

3.10****tON&tOFF（最小接通時間與最小關斷時間）

tON和tOFF是衡量芯片開關特性的重要參數。使用示波器測量SW引腳波形，計算最小接通時間和最小關斷時間。

3.11保護測試

保護測試是評估芯片在異常條件下的保護功能。測試項目包括輸出短路保護、輸入欠壓閾值、使能電壓閾值、輸出過流保護和輸出過壓/欠壓保護。

3.11.1輸出短路保護

使用電子負載模擬短路功能，使用示波器測量VOUT和輸入電流。測試條件為FCM模式。

3.11.2輸入欠壓閾值

將VIN從12V緩慢降低，直到VOUT沒有輸出，記錄當前電壓值。測試條件為VOUT=1.2V/3.3V/5V，IOUT=0A，FCM模式。

3.11.3使能電壓閾值

斷開板卡上RUN連接，使用電源單獨給電壓，緩慢升高電壓，直到VOUT有輸出，記錄當前電壓值。測試條件為FCM模式。

3.11.4輸出過流保護

調節電子負載，緩慢升高負載電流，直到VOUT沒有輸出，記錄當前電流。測試條件為FCM模式。

3.11.5輸出過壓/欠壓保護

去電FB電阻，使用電源單獨給FB供電0.6V，緩慢升高輸入電壓，直到PGOOD電壓變為0，記錄此時FB電壓值為過壓保護值；緩慢降低輸入電壓，直到PGOOD電壓變為0，記錄此時FB電壓值為欠壓保護值。測試條件為FCM模式。

3.12相位測試

相位測試用于評估芯片的相位控制功能。使用示波器測量SW與CLKOUT波形的相位差。測試條件為FCM模式。

3.13結溫測試

結溫測試用于評估芯片在不同溫度條件下的性能。測試步驟如下：

選擇評估板，測試損耗、效率等基本電性能。

常溫下測試用Vin起機的Vout起機性能（空載，滿載），記錄數據。

評估板接好輸入輸出，控制，測試信號，放入溫箱。

溫箱設置-40℃，保溫1小時。

測試用Vin起機的Vout起機性能（空載，滿載），記錄數據。

溫箱設置-55℃，保溫1小時。

測試用Vin起機的Vout起機性能（空載，滿載），記錄數據。

溫箱設置125℃，保溫1小時。

測試用Vin起機的Vout起機性能（空載，滿載），記錄數據。

回到常溫，測試是否可以起機，試驗完成。

備注：低溫起機輸出電壓波形出現臺階，但可正常起機。第二次低溫復測調高輸入限流后輸出臺階消失。

4.測試結果分析

通過對ASP3605芯片的綜合測試（ 詳細數據見測試報告附件*附件：ASP3605芯片測試報告.pdf ），我們可以從以下角度得出結論：

引腳對地阻抗與OS電壓 ：所有引腳的阻抗和OS電壓均在設計范圍內，表明芯片的引腳電氣特性良好。

電源紋波 ：在不同輸入電壓和負載條件下，電源紋波均小于設計要求的4.5mV，表明芯片的電源穩定性良好。

芯片效率、負載調整率與線性調整率 ：芯片在不同輸入電壓和負載條件下的效率均高于90%，負載調整率和線性調整率均在設計范圍內，表明芯片的輸出電壓穩定性良好。

輸出動態負載測試 ：芯片在負載快速變化時的響應能力良好，輸出電壓無明顯超調或振鈴現象。

靜態電流與關機電流 ：靜態電流和關機電流均在設計范圍內，表明芯片的功耗控制良好。

軟啟動時間 ：軟啟動時間符合設計要求，表明芯片的啟動特性良好。

RT調頻 ：實際輸出頻率與設定頻率的偏差在允許范圍內，表明芯片的頻率調節能力良好。

SW波形 ：SW波形的開關特性良好，無明顯異常。

IPGOOD漏電流 ：IPGOOD漏電流在設計范圍內，表明芯片的保護功能良好。

tON&tOFF ：最小接通時間和最小關斷時間均在設計范圍內，表明芯片的開關特性良好。

保護測試 ：芯片在輸出短路、輸入欠壓、使能電壓、輸出過流、輸出過壓/欠壓等異常條件下均能有效保護，表明芯片的保護功能完善。

相位測試 ：實際相位與理論值的偏差在允許范圍內，表明芯片的相位控制功能良好。

結溫測試 ：芯片在不同溫度條件下的性能穩定，表明芯片的溫度適應性良好。

5.結論

通過對ASP3605芯片的綜合性測試，我們全面評估了其電氣特性、穩定性、效率、保護功能和溫度適應性。

審核編輯 黃宇