設計案例:可產生快速可控瞬態負載的簡單電路
發布時間:2015-09-15 責任編輯:susan
【導讀】在運作時,許多應用處理器都需要現場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)以及其它大功率中央處理器(CPU)等負載的電流迅速地轉化。本文將實例說明一個的簡單電路,該電路可進行超過300安培/微秒(A/us)的電流轉換。
zhexiexitongdedianyuanyaoqiutebiezhuyikongzhituopujiegouxuanzeheshuchulvboqisheji,yizhichikuaisudianliujieyue。yidanshejiwancheng,guanjiandetiaozhanjiushiceshidianyuanyuguidingdedianliujieyuehezhuanhuansulv。
用電子負載測試電源的瞬態響應很常見。對許多係統軌(如服務器的3.3V或5V總線)而言,電子負載很容易配置為在2-10A/us的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)汲(ji)入(ru)電(dian)流(liu)的(de)模(mo)式(shi)。但(dan)是(shi),內(nei)核(he)電(dian)壓(ya)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)轉(zhuan)換(huan)速(su)率(lv)比(bi)這(zhe)些(xie)水(shui)平(ping)高(gao)兩(liang)個(ge)數(shu)量(liang)級(ji)。高(gao)轉(zhuan)換(huan)速(su)率(lv)測(ce)試(shi)中(zhong)的(de)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)限(xian)製(zhi)因(yin)素(su)是(shi)負(fu)載(zai)路(lu)徑(jing)中(zhong)的(de)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)。要(yao)以(yi)300A/us的速率為0.9V輸出轉換15A的電流,公式1計算出的最高電感是3nH。作為參考,成圈狀通過電流探頭的16級導線的1英寸片可將20nH的電感添加到負載路徑中。很明顯,需要另一種電流汲入方法。

大多數電源評估模塊可以很容易地被配置為快速汲入電流的模式。圖1舉例說明了分立金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)加可直接從輸出平麵焊接到接地裝置的檢測電阻器電路。選擇快速切換的低柵極電荷MOSFET以及能處理負載功率的低電感檢測電阻器至關重要。

圖1舉例說明了分立MOSFET加檢測電阻器電路
具有50ohm輸出的任意波形發生器足以驅動MOSFET柵極。使用“脈衝”波形並保持很低的占空比,以限製開關和檢測電阻器的功耗 —— 頻率為1kHz時10%是合理的。調諧柵極電壓以便在其線性區域中運行場效應晶體管(FET),目(mu)的(de)是(shi)設(she)置(zhi)電(dian)流(liu)。使(shi)用(yong)具(ju)有(you)全(quan)帶(dai)寬(kuan)的(de)差(cha)分(fen)探(tan)頭(tou)或(huo)無(wu)源(yuan)探(tan)頭(tou)來(lai)對(dui)跨(kua)檢(jian)測(ce)電(dian)阻(zu)器(qi)的(de)電(dian)壓(ya)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)。計(ji)算(suan)電(dian)流(liu)用(yong)檢(jian)測(ce)電(dian)阻(zu)除(chu)測(ce)量(liang)的(de)電(dian)壓(ya),計(ji)算(suan)轉(zhuan)換(huan)速(su)率(lv)用(yong)時(shi)間(jian)變(bian)化(hua)除(chu)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)(ΔI/Δt)。通過增加(或減少)波形發生器的上升和下降時間來調整ΔI/Δt。圖2展示了瞬態負載經校準的電壓(電流)波形。

圖2展示了瞬態負載經校準的電壓(電流)波形

圖3展示了對0.9V輸出(被15A的負載階躍以300A/us的速率擾動)的瞬態響應。
通過分立MOSFET加jia檢jian測ce電dian阻zu器qi電dian路lu負fu載zai,以yi高gao轉zhuan換huan速su率lv測ce試shi負fu載zai瞬shun變bian是shi可ke以yi實shi現xian的de。因yin為wei最zui大da限xian度du地di降jiang低di環huan路lu中zhong的de電dian感gan很hen重zhong要yao,所suo以yi這zhe些xie組zu件jian被bei直zhi接jie焊han接jie到dao無wu電dian流liu探tan頭tou的de印yin刷shua電dian路lu板ban。然ran後hou函han數shu發fa生sheng器qi可ke用yong於yu驅qu動dongMOSFET並微調負載電流和上升/下降時間。請隨時在下方對該方法提出問題或作出評論。
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