電源測(cè)量設(shè)置的影響

作者：Frederik Dostal，高級(jí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師

在設(shè)計(jì)電源時(shí)，嚴(yán)格的測(cè)試非常重要。要完成此項(xiàng)任務(wù)，硬件測(cè)量必不可少。當(dāng)然，在此測(cè)量過(guò)程中可能也會(huì)悄然產(chǎn)生許多錯(cuò)誤。在本篇電源管理技巧的短文中，我們將研究待測(cè)電源和負(fù)載之間的連接線的影響。在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行電路板快速連接時(shí)，其設(shè)置通常如圖1所示。此時(shí)，一根長(zhǎng)連接線將待測(cè)電源連接至電子負(fù)載（如圖中右側(cè)所示）。兩根導(dǎo)線隨意擺放在實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)上，回路面積較大。

圖1.在電源板和負(fù)載之間隨意擺放的連接線。

更整齊的設(shè)置請(qǐng)參見(jiàn)圖2。在這種情況下，兩根導(dǎo)線相互絞合以最大限度地減小電路中的回路面積。理論上，這會(huì)降低待測(cè)電源和負(fù)載之間的連接線寄生電感。這是就理論而言。那么，圖1和圖2的不同設(shè)置對(duì)測(cè)量結(jié)果究竟有何影響？為了查看這一點(diǎn)，在圖1和圖2所示的兩種不同設(shè)置中，我們連接一塊ADP2386評(píng)估板作為降壓轉(zhuǎn)換器，其輸出電流最高可達(dá)6 A，然后我們測(cè)量了輸出電壓對(duì)負(fù)載瞬變的響應(yīng)。這將顯示連接線位置優(yōu)化的實(shí)際效果。在本示例中，ADP2386將5 V電源電壓轉(zhuǎn)換為3.3 V輸出電壓。由電子負(fù)載產(chǎn)生負(fù)載瞬變，在大約30 μs內(nèi)從10 mA變?yōu)? A。在以上兩種情況中，連接線的長(zhǎng)度均為1米。

圖2.在電源板和負(fù)載之間精心擺放的連接線。

圖3.連接線隨意擺放（如圖1所示）時(shí)的輸出電壓負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

圖3顯示了在負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)期間交流耦合輸出電壓中的電壓尖峰，其測(cè)量設(shè)置如圖1所示。峰值電壓約為103 mV。相比之下，圖4顯示了連接線的導(dǎo)線整齊絞合在一起（如圖2所示）時(shí)的測(cè)量結(jié)果。此時(shí)，輸出電壓中的電壓尖峰只有大約96 mV。這相當(dāng)于大約7 mV的差異，它表明連接線的整齊排列可導(dǎo)致該負(fù)載瞬態(tài)測(cè)試結(jié)果改善大約7％。

圖4.連接線精心擺放（如圖2所示）時(shí)的輸出電壓負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

因此，我們可以清楚地看到，良好的測(cè)量設(shè)置可以提供更為準(zhǔn)確的結(jié)果。除了待測(cè)電源和負(fù)載之間連接線的幾何擺放方式之外，電纜長(zhǎng)度和相應(yīng)的連接類(lèi)型（在本示例中為鱷魚(yú)夾或焊接接頭）也很重要。導(dǎo)線越短，寄生電感就越小，對(duì)負(fù)載瞬態(tài)測(cè)試結(jié)果的影響也越小。應(yīng)始終使用盡可能短的連接線。

結(jié)果表明，整齊地絞合到一起的導(dǎo)線必定會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，因此，花費(fèi)額外的精力絞合引線以進(jìn)行測(cè)量設(shè)置是值當(dāng)?shù)摹?/p>