電壓調節(jié)器的負載瞬態(tài)響應測試，第一部分
半導體存儲器、讀卡器、微處理器、磁盤驅動器、壓電設備和數字系統(tǒng)會產生電壓調節(jié)器必須服務的瞬態(tài)負載。理想情況下，穩(wěn)壓器輸出在負載瞬態(tài)期間是不變的。然而，在實踐中，會發(fā)生一些變化，如果系統(tǒng)超出其允許的工作電壓容差，這種變化就會成為問題。這個問題要求測試穩(wěn)壓器及其相關的支持組件，以驗證在瞬態(tài)負載條件下所需的性能。您可以使用各種方法來生成瞬態(tài)負載并允許觀察調節(jié)器響應。
圖 1顯示了一個概念性負載瞬態(tài)發(fā)生器。被測穩(wěn)壓器驅動直流和開關電阻負載，這些負載可以手動調節(jié)。該器件監(jiān)控其開關電流和輸出電壓，允許在靜態(tài)和動態(tài)條件下比較輸出電壓和負載電流。開關電流要么開啟，要么關閉;沒有電控線性區(qū)域。
圖 1這個概念穩(wěn)壓器負載測試儀包括開關和直流負載以及電壓和電流監(jiān)視器。電阻值設置直流和開關負載電流。開關電流要么開啟，要么關閉;沒有可控的線性區(qū)域。
圖 2顯示了負載瞬態(tài)發(fā)生器的實際實現。電容器增加了被測電壓調節(jié)器;這些電容器提供能量儲存器，類似于機械飛輪，以幫助瞬態(tài)響應。這些電容器的尺寸、電介質和位置，尤其是 C OUT，對瞬態(tài)響應和整體穩(wěn)壓器穩(wěn)定性有顯著影響(參考文獻 1和參考文獻 2)。輸入脈沖觸發(fā) LTC1693 FET 驅動器以切換 Q 1，從而從穩(wěn)壓器產生瞬態(tài)負載電流。示波器監(jiān)控瞬時負載電壓，并通過“夾式”寬帶探頭監(jiān)控電流。
圖 2一個實用的穩(wěn)壓器負載測試儀包括一個 FET 驅動器和 Q 1開關。示波器監(jiān)控電流探頭輸出和調節(jié)器響應。
圖 3通過用低阻抗電源代替穩(wěn)壓器來評估電路的負載瞬態(tài)生成能力。高容量電源、低阻抗連接和大量旁路相結合，可在整個頻率范圍內保持低阻抗。圖 4顯示了圖 3中的電路對 LTC1693-1 FET 驅動器的響應(跡線 A)，它在 15 納秒內干凈地切換 1A(跡線 B)。這樣的速度對于模擬許多負載很有用，但通用性有限。雖然速度很快，但該電路無法模擬最小和最大電流之間的負載。
圖 3用一個旁路良好的低阻抗電源代替穩(wěn)壓器，您可以確定負載測試儀的響應時間。
圖 4圖 2 的電路響應 FET 驅動器的輸出(跡線 A)，在 15 納秒內切換 1A 負載(跡線 B)。
閉環(huán)測試儀
圖 5 的概念閉環(huán)負載瞬態(tài)發(fā)生器線性控制 Q 1的柵極電壓，以在任何所需點設置瞬時瞬態(tài)電流，從而可以模擬幾乎任何負載曲線。從 Q 1的源到 A 1控制放大器的反饋關閉了 Q 1周圍的環(huán)路，從而穩(wěn)定了其工作點。Q 1的電流值取決于寬帶寬內的控制輸入電壓和電流檢測電阻。一旦 A 1偏置到 Q 1的電導閾值，A 1輸出的微小變化就會導致 Q 1通道中的大電流變化。因此，A1不需要輸出大的偏移;它的小信號帶寬，而不是它的壓擺率，是基本的速度限制。在此限制范圍內，Q 1的電流波形與 A 1的控制輸入電壓波形相同，允許對負載電流進行線性控制。這種通用能力允許各種模擬負載。
圖 5在這個概念閉環(huán)負載測試儀中，A 1控制 Q 1的源電壓，設置穩(wěn)壓器的輸出電流。Q 1的漏極電流波形與A 1的輸入相同，允許對負載電流進行線性控制。電壓和電流監(jiān)視器與圖 1 中的相匹配。
基于 FET 的電路
圖 6顯示了基于 FET 的閉環(huán)負載瞬態(tài)發(fā)生器的實際實例，包括直流偏置和波形輸入。A 1必須在高頻下驅動 Q 1的高電容柵極，因此需要高峰值 A 1輸出電流并注意反饋環(huán)路補償。A 1是一個 60MHz 電流反饋放大器，具有超過 1A 的輸出電流容量。在驅動 Q 1的柵極電容的同時保持高頻的穩(wěn)定性和波形保真度需要可設置的柵極驅動峰值組件、阻尼網絡、反饋微調和環(huán)路峰值調整。您首先進行所需的直流微調。在不應用輸入的情況下，在 Q 1處將 1mV 調整調整為 1mV dc的來源。您可以使用圖 7的布置進行交流調整。與圖 3中的電路類似，這種“磚墻”穩(wěn)壓源在負載瞬態(tài)發(fā)生器階躍負載時提供最小的紋波和下垂。如圖所示應用輸入，并微調柵極驅動、反饋和環(huán)路峰值調整，以在示波器配備電流探頭的通道上獲得最干凈的方角響應。
圖 6在詳細的閉環(huán)負載測試儀中，直流電平和脈沖輸入將 A 1饋送到 Q 1電流吸收調節(jié)器負載。Q 1的增益允許小的 A 1輸出擺幅，從而允許寬帶寬。阻尼器網絡、反饋和峰值微調優(yōu)化了邊緣響應。
圖 7確定閉環(huán)負載測試儀響應時間如圖 3 所示?！按u墻”輸入提供低阻抗源。
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