你將可以獲取到較為清晰的測(cè)試波形,上圖中通道2為電流探頭測(cè)量的電流波形,通道1為DUT輸出端子上的電壓波形。
打開(kāi)示波器的平均采樣模式,可以獲得低噪聲的瞬態(tài)響應(yīng)測(cè)量曲線。
操作要點(diǎn)
如何對(duì)測(cè)試波形進(jìn)行分析?
根據(jù)實(shí)際DUT測(cè)試,可能會(huì)存在左圖測(cè)試波形(嚴(yán)重振鈴的電壓波形)
可見(jiàn)此測(cè)試中DUT的輸出電壓在跳變過(guò)程中存在非常大的振鈴,此振蕩頻率通常在系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)在180°交越點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的頻率附近。這也意味著系統(tǒng)的相位裕度很小,對(duì)此振蕩頻率的阻尼較弱。
通過(guò)調(diào)整電路參數(shù),可見(jiàn)響應(yīng)波形逐漸改善,直至最后為右圖所示的響應(yīng)波形,可見(jiàn)振蕩被快速阻尼,恢復(fù)時(shí)間也較為合理。此時(shí)系統(tǒng)的相位裕度已經(jīng)較大,可以滿足電源設(shè)計(jì)的需要。
相位裕度(頻域)和響應(yīng)波形(時(shí)域)存在一定的相關(guān)性,在右圖所示的測(cè)試波形中,相位裕度在50~60°左右,裕度較大。
如何對(duì)測(cè)試圖中的一些其他特征進(jìn)行判別?
1)直流電壓臺(tái)階
在測(cè)試中可能會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)A/B值所對(duì)應(yīng)的電壓不一致的情況,如下圖的紅色箭頭指示。此時(shí)應(yīng)該檢查電流負(fù)載端子(功率回路)和電壓采樣端子(采樣回路)的連接點(diǎn)是否正確,如果連接正確,則說(shuō)明此電源電路有相對(duì)較差的負(fù)載調(diào)整率,需要針對(duì)性地排查,如測(cè)量系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益是否足夠大。
電壓臺(tái)階
2)較大的電壓跌落和過(guò)沖
在部分測(cè)試中,可能會(huì)觀測(cè)到具有過(guò)大的電壓過(guò)沖和跌落特征的波形,這種波形通常更容易出現(xiàn)在線性穩(wěn)壓電路中。
較大的電壓跌落和過(guò)沖(示意圖片)
分析:這種情況的原因通常指向電源的輸出濾波電容,電容的容值選取和整個(gè)反饋環(huán)路特性嚴(yán)重失配、電容的ESR特性劣化/虛焊、布線不合理可能都會(huì)導(dǎo)致此現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō),線性電源器件對(duì)輸出電容的容值要求更高。在負(fù)載電流迅速突變的情況下,如果輸出濾波電容的容值過(guò)小,導(dǎo)致電壓下降的速度遠(yuǎn)高于反饋電路控制調(diào)整管動(dòng)作的速度,將會(huì)在加載電流時(shí)帶來(lái)較大的電壓跌落。反之,將會(huì)在卸載電流時(shí)帶來(lái)較大的電壓過(guò)沖。
部分電源系統(tǒng)可能需要驅(qū)動(dòng)一些特定的負(fù)載裝置,如MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)電路、閃光燈等裝置,其主要的特點(diǎn)是存在較大的負(fù)載突變,其存在時(shí)間較短的大功率狀態(tài)以及時(shí)間較長(zhǎng)的空閑(低功率)狀態(tài)。由于占空比(Duty Cycle)較低,因此其平均功率較低,在電源設(shè)計(jì)時(shí),可能會(huì)存在電容容量選擇不足的情況。對(duì)于這種電路,使用動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試功能可以非常直觀的觀察到電壓的變化,對(duì)設(shè)計(jì)會(huì)有很大的幫助。
總結(jié)
通過(guò)使用DL3000作為測(cè)試核心進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試,可以快速地完成對(duì)電源產(chǎn)品的性能評(píng)估。
與動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試類似的測(cè)試方式還有伯德圖(Bode Plot.)測(cè)試,兩者存在一定的差異——
可見(jiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試更傾向于定性測(cè)試,由于測(cè)試非常方便,便于整合進(jìn)入ATE測(cè)試工裝中,因此非常適合在電源生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行在線測(cè)試。
由于DUT的類型較多,因此有必要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的儀器以備測(cè)試使用: