以下作为设计电源和测试电源系统时需要考虑的一些方面,特做一个汇总,方便查看
对每个单独的DCDC模块,需要测试以下性能。
1.首先性能方面
1.1输出电压
1.2输出电流
1.3输出纹波加噪声
1.4电源调整率
1.5负载调整率
1.6动态负载特性
1.7保护的功能,如输入欠压,输出过流,过热保护
1.8上电时间,掉电时间,开启时的过冲,一般设计时考虑一下,根据要求测试
1.9电压输入的范围,即在最低和最高的输入电压范围都要能满足1.1-1.8这些要求;
1.10负载稳定性,如电容性的负载,还有所有的1.1-1.9的测试要考虑负载的影响。
有的系统负载是电容性的,还有的是电感性的,需要特别的设计,然后接到电源上测试一下。
2.可靠性方面
2.1元件降额
2.2温度
这里很重要的是IC和MOSFET的结温,这个我们是没法测试的,但是可以算出来。首先测试引脚的温度Tlead,然后测试或估算功耗Pt,结温Tjunction=Tlead+Pt*HeatResistance
电解电容的也是一样的道理。
2.3绝缘
包括绝缘间距和爬电距离等
装进机器之后测试温度,还要检查绝缘。
最后加上高压测试绝缘电压和漏电流
2.4冲击电流 Inrush current
上电时的冲击电流也会影响电源的可靠性
3.安规方面也很重要,但是一般有专门的测试机构测试,然后内容也很多,所以这里不说。
以下是跟系统兼容性的一些测试
4.电磁干扰
4.1对系统的性能有没有影响
这个要看你的电源是否对系统有不良的影响,方法很简单:使用外接的干净电源和用本机的电源做个比较就很清楚了
4.2对安规的EMI辐射,传导有没有影响
把电源屏蔽一下,对比没有屏蔽,就知道了。所以最好电源周围普通,预留屏蔽措施
5.额外的保护
5.1输入过压
5.2输入反接
5.2输入浪涌
5.3输出过压
5.4输出过流
5.5输出反压 这个使用钽电解要特别注意
这里就要考虑外部接口的电源,如USB,一般不能和内部的公用,最好单独使用一组DCDC
一些设备会产生反向的电压或电流尖峰,因此需要额外的保护。如电机会产生一些干扰,可能会让电源工作不稳定,另外电机也需要过电流的保护,还有它断开时储存的能量需要返回或者泻放。
6.负载端的电源性能
6.1电压
6.2纹波
6.3内阻
检查布局布线,确保走线能满足要求,大电流的线路压降也要考虑,甚至需要远程检测电压(remote sense)
这些以上不一定要全测,但是作为电源工程师,设计时仔细考虑一下所有的项目事半功倍。
对于系统兼容性方面,不同的用电设备有不同的需求,有的是对纹波和噪声要求很高,如音频电路,音频电路需要避开音频的纹波和噪声;有的是对动态响应要求比较高,如CPU电源;还有的要求瞬间大电流,如电机启动的时候;还有的要求有低漏电(指ACDC),如医疗设备;有的是对电磁辐射的要求比较高,如收音机里的DCDC;有的要求能驱动电感性负载,如电机(因电感会影响到反馈回路)。