移动稳压器的高性能负载及线路瞬态测试夹具

最近，高速和通信便携式系统都在采用稳压器，因为它有更快的响应速度。它必须在线路电压和负载电流下产生阶跃，稳压器需要有很快的控制环路响应速度。使用运算放大器、无源器件，以及大型驱动器链的实验室设备和许多精巧装置限制了大偏移(excursion)条件下激励信号的上升和下降时间。为了获得负载瞬态(>>1A/μs)和线路瞬态(>>0.1/μs，包括输入电容)的高速边沿变化率(edge rate)，没有现成的产品可以使用，也没有这样的实验室。正如你所知道的那样，一个缓慢的瞬态激励就可以使一个不良的稳压器运行很好。为此，我提出了一些简单的低寄生电感(L)和低寄生电容(C)的设计，它很容易搭建，而且可以在设计和应用实验室中重复使用。

装配得很好的测试夹具只是解决方案的一半，此外，测器件(DUT)还必须正确“连线”在PCB上，这个PCB必须有最佳接地和电源管线(supply conduit)、旁路电容器、电荷存储(charge reservoir)等。选择合适的输入和输出电容器并使其靠近DUT对DUT的响应有很大的影响。毕竟这就是你想要确定的DUT的优点，而不是寄生或来自不恰当的外部支持元件和物理布局的不良影响。

负载瞬态夹具

有不同的方法创建和监测负载瞬态。其基本思路如图1所示，这里稳压器输出在轻负载和重负载条件之间迅速切换。电流探头用来监视激励波形，而电压探头用来监视输出响应。

人们经常可以使用闭环电流控制来实现可变电流阶跃(current step)，或者通过使用可变电阻的便捷方式来确定整个稳压器负载电流限制范围的数据点。不过，利用集成的控制电路可能使夹具变得复杂，并限制摆率。此外，如果使用可变电阻器，其电感可能产生副作用，进而影响被寻找的性能数据。一般情况下，采用最简单的设计，并保证在你控制下的负载瞬态夹具具有尽可能多的变量，可能是最好的办法。图2展示了一个测试降压稳压器的紧凑设置，它模仿了图1所示的简单概念上的测试夹具。脉冲发生器(pulse gen)可以由LM555芯片取代，该芯片使用外部无源元件获得频率和进行占空比调整，以此进一步压缩测试和表征装置。我喜欢在研发(R&D)实验室使用脉冲发生器。你可以增加栅极驱动和阻尼/加速网络以满足更高电流和高速开关的应用。电流探头(IP)可以成为任何形式的轻巧的交流/直流(AC/DC)高带宽卡扣型(snap-on)混合传感器。