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如何供电、加载、以及测试电源管理电路?(第一部分)
电源管理应用工程师
美国国家半导体
为促进电源发展,半导体公司提供了展示电源管理IC典型应用的评估板。这为设计工程师着手一个可行的方案设计提供了机会,也有助于他们理解某个特定的电源管理IC是否能够满足他们的需求。
尽管这些评估板易于使用,但是有些附加的知识却是很重要的。该怎样给评估板供电以及评估板该如何加负载呢?这个问题也许听似简单,但实验室电源的影响、连接到测试板上的导线、使用负载的类型及其连接方式等,这些都是需考虑的重要方面。只有对测试装置有了清晰的理解,设计工程师才能真正意义上使用好评估板或其所拥有的任意测试板。
本文讲述了使用不同的实验室电源和不同的开启方法包括延迟开启、使用电晶体开关开启和插入电缆开启等所带来的影响。说明了不同的开启方法并比较了其各自的优劣。本文将说明针对测试目的的电子负载相对于阻抗负载的影响。尤其是对软启动和短路恢复进行了评估,采用不同的负载类型会有很大的不同。
一个典型实验室装置
图1表明了一个典型的实验室装置。该装置由中间位置的处于测试状态的直流/直流(DC/DC)转换器(评估板)、通过电缆连接的电源(实验室电源)和通过电缆相连的负载(无源阻抗负载或电子负载)组成。
图1:用于测试电源评估板的实验室装置
图2表明了该基本装置的电气等效电路。
图2:实验室电源的电气等效电路
实验室电源所起的作用如同一个典型的电压源。理想的电压源具有少许源阻抗(Z1)。给评估板(待测电路)供电的电缆具有少许感抗和容抗。由于容抗的影响非常 小,所以图2中没有明确的标明容抗。通常,带有香蕉插头的标准实验室电缆采用红黑专线且不粘附在一起,这样可以使得容抗很小。
然而,感抗是相当重要的。交流(AC)电路中的感抗会随着电流流经的闭环区域的增大而增加。将正的(阳极)和负的(阴极)电缆靠近在一起将会降低供电电缆的感抗。测试设备的重要属性是输入电容和输出电容。
由于电源管理评估板需要一个良好的电压源作输入以及它们要在其输出端扮演成一个电压源的角色,因此电源管理评估板典型的具有输入电容和输出电容。阻抗Z2是 DC/DC转换器的阻抗,它有一些对地阻抗,这些对地阻抗占用了电源的所有功耗,而且它还具有输入阻抗和输出阻抗。为简化起见,全部的内阻用Z2表示。
负载电缆将测试电路的输出端和负载连接起来。负载具有输入阻抗Z3,Z3可以从纯阻抗变化成感抗、容抗或二者混合。
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