工程师分享开关电源测试测量经验

　　电子器件的电源测量通常情况是指开关电源的测量（当然还有线性电源）。讲述开关电源的资料非常多，本文讨论的内容为PWM开关电源，而且仅仅是作为测试经验的总结，为大家简述容易引起系统失效的一些因素。因此，在阅读本文之前，已经假定您对于开关电源有一定的了解。

　　开关电源简述

　　容易引发系统失效的关键参数测试

　　以下的测试项目除了是指在静态负载的情况下测试的结果，只有噪声（noise）测试需要用到动态负载。

　　Phase点的jitter

　　

　　对于典型的PWM开关电源，如果phase点jitter太大，通常系统会不稳定（和后面提到的相位裕量相关），对于200~500K的PWM开关电源，典型的jitter值应该在1ns以下。

　　Phase点的塌陷

　　有时候工程师测量到下面的波形，这是典型的电感饱和的现象。对于经验不够丰富的工程师，往往会忽略掉。电感饱和会让电感值急剧下降，类似于短路了，这样会造成电流的急剧增加，MOS管往往会因为温度的急剧增加而烧毁。这时需要更换饱和电流更大的电感。

　　

　　Shoot through测试

　　测试的目的是看上MOS管导通时，有没有同时把下管打开，从而导致电源直接导通到地而引起短路。如图三所示蓝色曲线（Vgs_Lmos）就是下管在上管导通的同时，被带了起来，如果蓝色曲线的被带起来的尖峰超过了MOS管的Vth要求，同时持续时间（DuraTIon）也超过了datasheet要求，从而就会有同时导通的风险。当然，这是大家最常见到的情况。

　　

　　下面这种情况有非常多的人会忽视，甚至是一些比较有经验的电源测试工程师。下面组图四是下管打开，上管关闭时候的波形（图4-1是示意图，图4-2示实际测试图）。虽然没有被同时带起的情况，但是请注意上下管有交叉的现象，而且交叉点的电平远高于MOS管规定的Vth值，这是个严重的shoot through现象。最直接的后果就是MOS管烧毁！

　　

　　相位裕量和带宽 （phase margin and bandwidth）

　　相位裕量和带宽是很多公司都没有测试的项目（尤其是规模较小的公司受限于仪器），但是这却是个非常重要的测试项目。电源系统是否稳定，是否能长时间（3年或以上）有效工作，相位裕量和带宽可以在很大程度上说起了决定性的作用。很多公司完全依赖于电源芯片厂家给的参考设计方案里的推荐值，但是跟你的设计往往有不小的差异，这样会有很大的潜在风险。

　　如果系统是一个不稳定的系统，反映在一些电源测试项目里面，会看到以下几个主要问题。

　　● 电源的Noise测试通过，但是电源依然不稳定。表现为功能测试fail。常常有工程师在debug时说我的电源noise已经很小了，加了很多电容了，为啥还是跑不动呢？其实是他的闭环系统本来就不稳定。

　　● Phase点jitter过大。这是比较典型的不稳定现象。

　　● 瞬态响应（Transient response）太大。最笨的办法就是加很多电容，去满足瞬态响应的要求。对于低成本产品，这可是要钱的啊。