設計案例:可產生快速可控瞬態負載的簡單電路
發布時間:2015-09-15 責任編輯:susan
【導讀】在運作時,許多應用處理器都需要現場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)以及其它大功率中央處理器(CPU)等負載的電流迅速地轉化。本文將實例說明一個的簡單電路,該電路可進行超過300安培/微秒(A/us)的電流轉換。
這zhe些xie係xi統tong的de電dian源yuan要yao求qiu特te別bie注zhu意yi控kong製zhi拓tuo撲pu結jie構gou選xuan擇ze和he輸shu出chu濾lv波bo器qi設she計ji,以yi支zhi持chi快kuai速su電dian流liu階jie躍yue。一yi旦dan設she計ji完wan成cheng,關guan鍵jian的de挑tiao戰zhan就jiu是shi測ce試shi電dian源yuan與yu規gui定ding的de電dian流liu階jie躍yue和he轉zhuan換huan速su率lv。
用電子負載測試電源的瞬態響應很常見。對許多係統軌(如服務器的3.3V或5V總線)而言,電子負載很容易配置為在2-10A/us的de範fan圍wei內nei汲ji入ru電dian流liu的de模mo式shi。但dan是shi,內nei核he電dian壓ya可ke能neng需xu要yao轉zhuan換huan速su率lv比bi這zhe些xie水shui平ping高gao兩liang個ge數shu量liang級ji。高gao轉zhuan換huan速su率lv測ce試shi中zhong的de一yi個ge主zhu要yao限xian製zhi因yin素su是shi負fu載zai路lu徑jing中zhong的de寄ji生sheng電dian感gan。要yao以yi300A/us的速率為0.9V輸出轉換15A的電流,公式1計算出的最高電感是3nH。作為參考,成圈狀通過電流探頭的16級導線的1英寸片可將20nH的電感添加到負載路徑中。很明顯,需要另一種電流汲入方法。

大多數電源評估模塊可以很容易地被配置為快速汲入電流的模式。圖1舉例說明了分立金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)加可直接從輸出平麵焊接到接地裝置的檢測電阻器電路。選擇快速切換的低柵極電荷MOSFET以及能處理負載功率的低電感檢測電阻器至關重要。

圖1舉例說明了分立MOSFET加檢測電阻器電路
具有50ohm輸出的任意波形發生器足以驅動MOSFET柵極。使用“脈衝”波形並保持很低的占空比,以限製開關和檢測電阻器的功耗 —— 頻率為1kHz時10%是合理的。調諧柵極電壓以便在其線性區域中運行場效應晶體管(FET),mudeshishezhidianliu。shiyongjuyouquandaikuandechafentantouhuowuyuantantoulaiduikuajiancedianzuqidedianyajinxingjiance。jisuandianliuyongjiancedianzuchuceliangdedianya,jisuanzhuanhuansulvyongshijianbianhuachudianliubianhua(ΔI/Δt)。通過增加(或減少)波形發生器的上升和下降時間來調整ΔI/Δt。圖2展示了瞬態負載經校準的電壓(電流)波形。

圖2展示了瞬態負載經校準的電壓(電流)波形

圖3展示了對0.9V輸出(被15A的負載階躍以300A/us的速率擾動)的瞬態響應。
通過分立MOSFETjiajiancedianzuqidianlufuzai,yigaozhuanhuansulvceshifuzaishunbianshikeyishixiande。yinweizuidaxiandudijiangdihuanluzhongdedianganhenzhongyao,suoyizhexiezujianbeizhijiehanjiedaowudianliutantoudeyinshuadianluban。ranhouhanshufashengqikeyongyuqudongMOSFET並微調負載電流和上升/下降時間。請隨時在下方對該方法提出問題或作出評論。
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