微處理器和專用集成電路（ASIC）需要低電壓，高電流電源。這些電源通常對輸出電壓偏差有非常嚴格的要求，特別是對負載瞬態(tài)事件。測試這些耗材可能對設計人員構成挑戰(zhàn)，并且可能難以確認是否符合規(guī)范。

在這里，我將介紹其他細節(jié)以及可用于簡化這些困難條件測試的方法。

首先，您需要了解所有瞬態(tài)規(guī)范，以便正確設計電源，同時了解它們如何應用于測試。典型的瞬態(tài)規(guī)格包括：

• 以安培為單位的負載階躍大小，或者以滿負載的百分比給出
• 瞬態(tài)事件期間的最小負載（有時為零）
• 負載階躍的轉換速率，通常以每微秒的安培數(shù)為單位
• 臺階兩邊允許的最大電壓偏差
• 預計恢復時間
  

圖1顯示了通常如何定義這些規(guī)范的示例。



圖1負載瞬態(tài)測量的圖形描述

了解所有規(guī)格后，您可以嘗試設計供應以滿足要求。然而，測試所述要求然后成為挑戰(zhàn)。輸出電壓為1V，負載階躍為100A，壓擺率為1,000A /μs的要求并不少見。大多數(shù)測試情況下的限制因素是被測電源和負載之間的電感。在實際系統(tǒng)中，電源通常緊鄰其供電的負載; 因此寄生電感最小化。

您可以使用多種方法測試給定電源的負載瞬態(tài)響應; 每個都有其優(yōu)點和缺點。在這里，我將比較以下選項：外部電子負載，外部瞬態(tài)電路板，“場效應晶體管（FET）slammer”，板載瞬態(tài)發(fā)生器和基于插座的瞬態(tài)測試儀。

外部電子負載可能是測試瞬態(tài)響應的最常用方法 - 也是最方便的。大多數(shù)負載都具有模式，使您可以輕松設置當前級別和轉換時間。主要缺點是由于外部布線或實際負載的限制，轉換速率有限。

外部瞬態(tài)電路板通?？梢栽谵D換速率方面獲得更好的結果，但代價是靈活性。根據(jù)設計，負載瞬態(tài)電路板可能受限于最大電流，散熱或轉換速率。由于瞬態(tài)電路板是外部連接的，因此布線通常是轉換速率限制的瓶頸。此外，您需要為每個測試的電源調整或配置電路板。

FET slammer是獲得高速瞬態(tài)結果的快速而粗糙的方法。您可以通過電阻器直接連接金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET），也可以直接連接電源輸出端; 函數(shù)發(fā)生器控制門。由于外部接線很少，寄生電感會大大降低。

雖然這種方法通?？梢援a(chǎn)生高壓擺率，但測試的控制和可重復性可能很難。您可能還需要修改PCB（圖2）。該方法的另一個問題是測量實際負載階躍電流是困難的并且可能是不準確的。


圖2帶FET振蕩器的PCB示例

在嘗試測試高電流高速瞬變的性能時，板載瞬態(tài)發(fā)生器非常有用。您可以根據(jù)精確的負載瞬態(tài)規(guī)范設計電路。主要缺點是組件需要額外的成本和空間。此外，采取多種不同測量的靈活性可能是困難的或耗時的。

板載瞬態(tài)發(fā)生器的設計也非常復雜。它可以像555定時器控制的電阻和FET一樣簡單，也可以像圖3所示那樣復雜。更復雜的設計使用多級和更小，更快開關的FET。這種類型的設計可以實現(xiàn)1,000A /μs的壓擺率。



圖3板載瞬態(tài)發(fā)生器的更復雜版本

最后一個選擇是使用處理器插槽和專用的瞬態(tài)測試工具。這個選項是最昂貴的選擇，因為工具本身可能很昂貴，PCB的成本也會高得多。但是，對于給定的處理器要求，您可以獲得最準確的結果。處理器或ASIC制造商經(jīng)常開發(fā)這些工具，因此它們專門用于提供正確的測試條件。

表1總結了瞬態(tài)測試選項。

方法	優(yōu)點	缺點
外部電子負載	簡單，靈活，可能沒有額外費用	外部連接導致轉換速率有限
外部瞬態(tài)板	簡單，低成本	每次測試都需要修改; 外部連接導致的轉換速率有限
FET slammer	低成本，快速擺率	需要一個花哨的函數(shù)發(fā)生器; 測量實際電流可能是困難和不準確的; 可能很難控制
板載瞬態(tài)發(fā)生器	非常快的擺率; 專為被測供應而設計	每種不同的測試條件都需要修改電路板; 占用PCB上的額外空間; 可以增加成本; 難以測量電流
基于套接字的瞬態(tài)測試儀	非常具體的測試，確保合規(guī); 通常通過軟件控制，使測試變得容易	非常貴; 困難的PCB布局，以適應插座; 由于層數(shù)和插座布置，PCB可能非常昂貴

表1不同瞬態(tài)測試方法的比較
負載瞬變測試是電源設計和合規(guī)性的一個非常重要的部分。測試夾具中的寄生電感會對您實現(xiàn)所需壓擺率的能力產(chǎn)生負面影響。使用我在這里描述的方法，我希望你能避免這個問題。