【導讀】低電壓大電流供電場景下（如微處理器及ASIC芯片），電源係統需滿足嚴苛的電壓容限要求
，其動態響應特性在負載瞬態工況下尤為關鍵。此類電源的測試驗證工作麵臨雙重挑戰：既要捕捉納秒級電流突變引發的細微電壓波動，又需建立精準的規範符合性評估基準。

本期
，我們將介紹負載瞬態測試和簡化複雜測試的詳細知識

低電壓大電流供電場景下（如微處理器及ASIC芯片）

，電源係統需滿足嚴苛的電壓容限要求，其動態響應特性在負載瞬態工況下尤為關鍵。此類電源的測試驗證工作麵臨雙重挑戰：既ji要yao捕bu捉zhuo納na秒miao級ji電dian流liu突tu變bian引yin發fa的de細xi微wei電dian壓ya波bo動dong，又you需xu建jian立li精jing準zhun的de規gui範fan符fu合he性xing評ping估gu基ji準zhun。本ben文wen將jiang介jie紹shao更geng多duo負fu載zai瞬shun態tai測ce試shi的de詳xiang細xi信xin息xi以yi及ji可ke用yong於yu簡jian化hua這zhe些xie複fu雜za測ce試shi的de方fang法fa。

首先，需要了解所有瞬態規格，以便合理設計電源，同時還需要了解它們如何應用於測試。典型的瞬態規格包括：

• 負載階躍大小，以安培為單位或以占滿負載的百分比表示。
• 瞬態事件（有時為零）期間的最小負載。
• 負載階躍的壓擺率，通常以安培/微秒為單位。
• 階躍兩個邊沿支持的最大電壓偏差。
• 預期恢複時間。

圖 1 展示了通常如何定義這些規格的示例。

圖 1：負載瞬態測量的圖形說明

了解所有規格後，可以嚐試設計可滿足要求的電源。但滿足測試要求往往是一項挑戰。1V 輸出電壓

、100A 負載階躍和 1000A/μs 壓ya擺bai率lv的de要yao求qiu再zai正zheng常chang不bu過guo。在zai大da多duo數shu測ce試shi情qing況kuang下xia，限xian製zhi因yin素su是shi待dai測ce電dian源yuan和he負fu載zai之zhi間jian的de電dian感gan。在zai實shi際ji係xi統tong中zhong，電dian源yuan通tong常chang緊jin鄰lin其qi所suo供gong電dian的de負fu載zai放fang置zhi，以yi便bian更geng大da限xian度du地di減jian少shao寄ji生sheng電dian感gan。

可以使用多種方法來測試給定電源的負載瞬態響應；每種方法都各有其優缺點。本文將比較以下方案：外部電子負載
、外部瞬態電路板、“場效應晶體管 (FET) 衝擊”、板載瞬態發生器和基於插槽的瞬變測試儀。

waibudianzifuzaikenengshiceshishuntaixiangyingdezuichangyong，yeshizuifangbiandefangfa。daduoshufuzaidoujuyoukeqingsongshezhidianliudianpinghezhuanhuanshijiandemoshi。zhuyaoquedianshiyabailvshouxian，zheshiyuanyuwaibujiexianhuoshijifuzaixianzhi。

在壓擺率方麵，外部瞬態電路板通常具有更出色的表現，但會降低靈活性。根據設計的不同
，負載瞬態電路板可能會在最大電流、熱re耗hao散san或huo壓ya擺bai率lv方fang麵mian受shou到dao限xian製zhi。瞬shun態tai電dian路lu板ban從cong外wai部bu連lian接jie
，因yin此ci接jie線xian通tong常chang成cheng為wei限xian製zhi壓ya擺bai率lv的de因yin素su。此ci外wai，還hai需xu要yao為wei測ce試shi的de每mei個ge電dian源yuan調tiao整zheng或huo配pei置zhi電dian路lu板ban。

FET 衝擊是一種獲得高速瞬態結果的快速
、直接方法。可以通過電阻器將金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 從漏極連接到源極
，或直接連接到電源的輸出端，並使用函數發生器控製柵極。由於外部接線較少

，因此寄生電感顯著降低。

雖然這種方法通常會產生高壓擺率
，但測試可能難以控製和實現可重複性。可能還需要修改印刷電路板 (PCB) （圖2）。此方法的另一個問題是，測量實際負載階躍電流有一定困難
，並且測量值可能不準確。

圖 2：包含 FET 衝擊的 PCB 示例

在嚐試測試高電流
、高(gao)速(su)瞬(shun)態(tai)的(de)性(xing)能(neng)時(shi)
，板(ban)載(zai)瞬(shun)態(tai)發(fa)生(sheng)器(qi)會(hui)非(fei)常(chang)實(shi)用(yong)。可(ke)以(yi)按(an)照(zhao)確(que)切(qie)的(de)負(fu)載(zai)瞬(shun)態(tai)規(gui)格(ge)設(she)計(ji)電(dian)路(lu)。主(zhu)要(yao)缺(que)點(dian)是(shi)元(yuan)件(jian)會(hui)產(chan)生(sheng)額(e)外(wai)成(cheng)本(ben)和(he)空(kong)間(jian)占(zhan)用(yong)。此(ci)外(wai)，靈(ling)活(huo)進(jin)行(xing)多(duo)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)測(ce)量(liang)可(ke)能(neng)既(ji)困(kun)難(nan)又(you)耗(hao)時(shi)。

板載瞬態發生器的設計也可能非常複雜。它可以像由 555 計時器控製的電阻器和 FET 一樣簡單

，也可以像圖 3 中所示的一樣複雜。更為複雜的設計采用尺寸更小、開關速度更快的多級 FET。此設計可實現 1000A/μs 的壓擺率。

圖 3：板載瞬態發生器的更複雜版本

最後一個選擇是使用處理器插槽和專用瞬變測試儀工具。這種方法成本最高，原因在於工具本身可能成本較高，而且 PCB 的成本也十分高昂。但對於一組給定的處理器要求
，卻可以獲得最準確的結果。處理器或 ASIC 製造商經常開發此類工具，因而它們是專為滿足特定的測試條件而構建。

表 1 總結了瞬態測試方案。

表 1：不同瞬態測試方法的比較

測ce試shi負fu載zai瞬shun態tai是shi電dian源yuan設she計ji和he合he規gui性xing的de非fei常chang重zhong要yao的de部bu分fen。測ce試shi裝zhuang置zhi中zhong的de寄ji生sheng電dian感gan會hui阻zu礙ai實shi現xian所suo需xu壓ya擺bai率lv。希xi望wang本ben文wen介jie紹shao的de各ge種zhong方fang法fa可ke以yi幫bang助zhu您nin避bi免mian這zhe個ge問wen題ti。

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