使用PXI模块化仪器测试电源管理芯片

DC-DC转换器提供不同的电流负载。 PXI-4139的四象限运行功能意味着您可以使用第二个PXI-4139 SMU来为DC-DC转换器提供负载，如图6所示。PXI-4139可连续吸收高达12 W的电能，同时测量转换器的输出电压。

借助SMU的硬件序列引擎和PXI机箱的内置触发功能，您可以同步两个SMU的输出和测量操作。 这可帮助您快速测试不同输入电压和输出电流下的DC转换器，如下图所示，并使用硬件定时的输出执行大型序列。

4. 直流范围和准确度测试

构建测试系统需要考虑的另一个性能标准是DC-DC转换器的电压准确度测量。 由于电路由转换器的输出供电，因而非常灵敏，所以我们需要保证这些下游组件的电压读数尽可能准确。

DC范围测试：输出电压范围是指DC-DC转换器在满负载的条件下可提供的电压范围。 如先前所讨论的，输出电压会随着所提供的输入功率和负载的变化而变化。 因此，分析这一范围参数的特性时，我们可以测量负载处于稳定状态时的转换器输出电压，然后在不损坏器件的前提下从最大输入电压扫描到最小输入电压。 TPS54360作为降压型电源转换器，可接受4.5~60 V的电压范围，并输出0.8 ~ 58.8 V的电压范围，如表2所示。

DC准确度测试：DC-DC转换器的输出电压准确度是指DC-DC转换器在用户指定的条件下运行时输出电压的最大变化量。 准确度会随着温度的变化和时间的推移而变化，它通常用一个预期或标称值的百分比来表示。 例如，TPS54360的内部参考电压准确度规定是-40?150℃温度范围内±1％。

构建您自己的测试系统

PXI系统使用一个PXI-4139提供输入电压，并使用另一个PXI-4139充当可编程负载。 因此，如果要分析之前所说的DC准确度特性，唯一需要的测量是转换器的输入电压。 第二个SMU负责测量该电压，目的是防止在向DC-DC转换器灌入电流时由于电压过大而损坏硬件。 我们只需从硬件上读取这个值即可。

在设计此测试系统时，请注意，电压测量应该在DC-DC转换器没有任何负载电流的输出端上进行。 如果负载电流流经测量输出端导线，可能会导致测量结果偏差数毫伏。 测量设备准确度时要记住的另一点是，测试设备的准确度应至少比待测设备高10倍。 若非如此，则我们测量的是测试设备的不准确度，而不是设备的准确度。

使用PXI-4139的远程感应功能即可同时解决这两个问题。 远程感应是指直接测量UUT电压的能力，这样可避免导线电阻引起电压降而导致测量误差。 由于SMU远程感应端具有高输入阻抗，流经这些导线的电流可忽略不计，这样可减少导线电阻的影响，从而准确地监测负载电压。

PXIe-4139能够以高准确度和高精度测量电压，只需使用一个SMU模块即可进行测量，而以前则需要一个额外的DMM才能实现。

注意： 如需详细了解如何确定特定设备在一定范围内的分辨率和准确度，请参考ni.com上该设备的参数规格页面。

5. 瞬变和噪音

瞬态响应是系统对平衡发生变化的响应。 制造商可以使用这些图表来分析DC-DC转换器在启动时的电压和电流响应及其??如何响应线路和负载的变化，从而获得DC-DC转换器的过冲/下冲响应和稳定时间。

线性瞬态响应：线性瞬态响应表示的是DC-DC转换器输出引脚的电压和电流如何响应输入电压的变化。 通过先递增再递减输入电压，我们可以监测电压的变化，获得类似于图7右上角所示的曲线图。

负载瞬态响应：相反地，如图7左上方所示，负载瞬态响应表示的是输出电流负载变化后输出电压达到规定的准确度所需的时间。 我们可以通过测试不同的幅值步长来充分理解负载瞬态响应，这对于手机和数码消费类产品测试非常重要。

启动波形：通过PXIe-4139 1.8 MS/s的最高采样率，我们可以测量DC-DC转换器的最小接通时间。 该时间就是建立时间，或者输出处于满负载时输出电压达到指定准确度所需的时间。 例如，当输入电压从零增大至标称电压时，输出达到稳定状态所需的时间就是最小接通时间。 TPS54360最小接通时间可在启用EN引脚且Vin不为零时测量，如图7右下图所示。

噪声和纹波：噪声和纹波是DC-DC转换器输出端的交流测量参数，单位为mV RMS或mVp-p。 输出纹波电压是一系列包含高频分量的小脉冲，因此通常以mVp-p表示。 DC-DC转换器输出端的纹波和噪声主要有两个来源：转换器生成的开关噪声和线性电源纹波。 对于线性波纹，DC-DC转换器电源提供了某种程度的纹波抑制;通过转换器的残余纹波会出现在负载上。 滤掉输出