测试电源模块瞬态响应的电路的制作方法

本技术涉及一种测试电源模块的电路，特别是一种测试电源模块瞬态响应的电路。

背景技术：

1、电源模块是所有电子系统的基本模块。如果没有该模块，我们今天所熟知的智能手机、计算机和许多其他电子产品都不可能实现。随着人们对提高电子产品便携性和计算能力的需求不断增加，以及所使用的电子设备的功能日益多样化，就必然要求对电源模块的各项参数指标进行详细研究和优化，以满足目前的需求。测试这些电源模块的参数指标是了解这些参数的直接方法，因此显得尤为重要。

2、如果电压的瞬态响应能力不佳，会导致电压跌落/过冲时间过长，幅度过大，这会直接引发很多问题。特别是对于那些经常快速变化负载的设备，如智能手机、wi-fi、无线传感器等无线通信设备和器件，如果负载变化速度超过电源的瞬态响应能力，电源电压在瞬间可能无法达到设定值，甚至可能导致设备自动关机或重复启动。因此，在进行电子设备大规模生产之前，需要对电源模块的瞬态响应能力进行详细测试，这有利于早期发现问题、解决隐患、降低成本并提高设备的可靠性。

3、瞬态响应能力是指电源设备在负载电流变化时，输出电压能够快速恢复到预定电压值的能力。如图1所示，当负载电流发生变化，输出电压也会发生相应变动。电源设备的瞬态响应能力就是指从输出电压变动到恢复到预定电压值所需的时间，其中v1表示在负载电流增大时，电源设备输出电压被瞬间拉低后能够快速恢复到预定电压值的响应能力；v2则表示在负载电流减小时，输出电压被瞬间拉高后能够快速恢复到预定电压值的响应能力。

4、现有的测试电源模块的方案是使用大型测试设备，如simcenter t3ster等，这种设备昂贵，功能冗余，设备成本及投入的使用成本均较高。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电路结构简单，成本低廉，易维护，且能有效缩短测试周期的测试电源模块瞬态响应的电路。

2、为了达到上述目的，本实用新型设计测试电源模块瞬态响应的电路，包括接入被测电源模块u1的波形发生器模块，所述的波形发生器模块包括nmos管q1，nmos管q1的d极通过负载电阻r2与被测电源模块u1的output脚连接，nmos管q1的s极与被测电源模块u1的gnd脚连接。

3、进一步的方案是，还包括波形发生器u2，所述的波形发生器u2的out脚依次通过正向的肖特基二极管d2和电阻r4与nmos管q1的g极连接，同时波形发生器u2的out脚还依次通过反向的肖特基二极管d1和电阻r3与nmos管q1的g极连接。

4、进一步的方案是，所述的波形发生器u2的vdd脚通过电阻r5和电阻r6接地，波形发生器u2的div脚通过电阻r6接地，波形发生器u2的set脚通过滑动变阻器r7接地，波形发生器u2的mod脚连接可调电压vmod。

5、进一步的方案是，所述的nmos管q1的型号为lsk3019fp8；所述的肖特基二极管d1和肖特基二极管d2的型号为pbat54ct；所述的波形发生器u2的型号为ltc6992；所述的电阻r3为680欧姆，电阻r4为50欧姆，滑动变阻器r7的电阻范围为50k-800k欧姆。

6、进一步的方案是，所述的电阻r5为无穷大或976k或1000欧姆，电阻r6为0或102k或182k或280k或392k或523k或681k或887k欧姆。

7、进一步的方案是，所述的负载电阻r2和被测电源模块u1的output脚之间连接有示波器u3和功率电感l1，被测电源模块u1的output脚与被测电源模块u1的gnd脚之间并联有电容c1和静态电阻r1，同时nmos管的g极与s极之间连接有电容c2。

8、更近一步的方案是，所述的静态电阻r1为4.7k欧姆，所述的功率电感l1为1uh，电容c1为2.2uf。

9、本实用新型所设计的测试电源模块瞬态响应的电路，主要通过nmos管和波形发生器的控制，使得负载动态电阻r2时断时续地接入被检测电源模块的负载环路中，形成变化的负载脉冲。同时通过波形发生器u2控制nmos管q1，在一定的频率和占空比条件下工作在开和关两种状态，从而实现负载脉冲的变化。这种方法生成的负载阶跃变化速度很快，可以用于任意输出电压的电源模块测试中。快速变化的负载可在宽阔的频率范围内对电源模块的控制环路构成冲击，假如负载环路的稳定性不足或是处于欠阻尼情况下，它的输出电压波形上就会出现振铃信号等。同时pcb布局中的路径电感、电源输入端的振荡过程等也会造成类似的振铃现象。使用本专利所设计的方案电路测试，上述问题都可以很容易地被定位出来。所以通过将阶跃负载被施加到电源模块回路中后，可以从输出电压的波形对电源模块的瞬态响应能力进行详细分析。再者，本专利设计的电路可以提供频率在3.8hz-1mhz，占空比在5％-100％量程情况下的瞬态响应能力测试需求。

技术特征：

1.一种测试电源模块瞬态响应的电路，其特征是包括接入被测电源模块u1的波形发生器模块，所述的波形发生器模块包括nmos管q1，nmos管q1的d极通过负载电阻r2与被测电源模块u1的output脚连接，nmos管q1的s极与被测电源模块u1的gnd脚连接。

2.根据权利要求1所述的测试电源模块瞬态响应的电路，其特征是还包括波形发生器u2，所述的波形发生器u2的out脚依次通过正向的肖特基二极管d2和电阻r4与nmos管q1的g极连接，同时波形发生器u2的out脚还依次通过反向的肖特基二极管d1和电阻r3与nmos管q1的g极连接。

3.根据权利要求2所述的测试电源模块瞬态响应的电路，其特征是所述的波形发生器u2的vdd脚通过电阻r5和电阻r6接地，波形发生器u2的div脚通过电阻r6接地，波形发生器u2的set脚通过滑动变阻器r7接地，波形发生器u2的mod脚连接可调电压vmod。

4.根据权利要求3所述的测试电源模块瞬态响应的电路，其特征是所述的nmos管q1的型号为lsk3019fp8；所述的肖特基二极管d1和肖特基二极管d2的型号均为pbat54ct；所述的波形发生器u2的型号为ltc6992；所述的电阻r3为680欧姆，电阻r4为50欧姆，电阻r5的值根据需求而定，r6的值据需求而定，滑动变阻器r7的电阻范围为50k-800k欧姆。

5.根据权利要求3所述的测试电源模块瞬态响应的电路，其特征是所述的电阻r5为无穷大或976k或1000欧姆，电阻r6为0或102k或182k或280k或392k或523k或681k或887k欧姆。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的测试电源模块瞬态响应的电路，其特征是所述的负载电阻r2和被测电源模块u1的output脚之间连接有示波器u3和功率电感l1，被测电源模块u1的output脚与被测电源模块u1的gnd脚之间并联有电容c1和静态电阻r1，同时nmos管的g极与s极之间连接有电容c2。

7.根据权利要求6所述的测试电源模块瞬态响应的电路，其特征是所述的静态电阻r1为4.7k欧姆，所述的功率电感l1为1uh，电容c1为2.2uf。

技术总结
本技术涉及一种测试电源模块瞬态响应的电路，包括接入被测电源模块U1的波形发生器模块，所述的波形发生器模块包括NMOS管Q1，NMOS管Q1的D极通过负载电阻R2与被测电源模块U1的OUTPUT脚连接，NMOS管Q1的S极与被测电源模块U1的GND脚连接。同时将波形发生器U2与NMOS管连接，主要通过NMOS管和波形发生器的控制，使得负载动态电阻R2时断时续地接入被检测电源模块的负载环路中，形成变化的负载脉冲。同时通过波形发生器U2控制NMOS管Q1，在一定的频率和占空比条件下工作在开和关两种状态，从而实现负载脉冲的变化。这种电路可以提供频率在3.8Hz‑1MHz，占空比在5％‑100％量程情况下的瞬态响应能力测试需求。

技术研发人员：董晓倩,冯甬晖,舒红玲,刘军生
受保护的技术使用者：宁波麦度智联科技股份有限公司
技术研发日：20230310
技术公布日：2024/1/14