本文为圣邦微SGM6132评估板的测试篇。因为没有动态负载,所以只能测试五项,包括静态电流、输出电压调整率、效率、SW电压和纹波。总的来说,测试效果还是非常不错的!详细参见下面数据。
一、静态电流
静态电流影响待机时间,通常在uA级别;最好用六位半测量。我用的是普通的三位半,测试结果见表1.
Vin/V |
Iq/mA |
12 |
1.3 |
24 |
1.02 |
7 |
1.67 |
表1
二、输出电压调整率
输入调整率见表2、3
Vin/V |
Vout/V |
7.057 |
4.991 |
12.051 |
4.991 |
18.76 |
4.992 |
23.96 |
4.993 |
表2(空载测得)
Vin/V |
Vout/V |
23.73 |
4.998 |
13.173 |
4.998 |
8.753 |
4.997 |
表3(负载1A)
负载调整率见表4:
Iout/A |
Vout/V |
1 |
4.998 |
0.5 |
4.999 |
1.5 |
4.997 |
2 |
4.997 |
2.5 |
4.998 |
2.8 |
4.999 |
3 |
5.002 |
表4
从数据中可看出,该评估板的输出电压调整率是非常好的。
没有测试随着温度变化,输出电压会变化多少。
三、效率
效率公式为输出功率除以输入功率。它影响散热和可靠性,因为芯片温度增加会减小它的可靠性。测试数据会有误差,因为输入输出电流分别是看的稳压源和电子负载显示的电流值,没有串联电流表;据说更准确测量时会用开尔文连接。数据见表5,拟合折线见图1。从数据中可看到,当负载电流很小时候,效率较低。但总的来说,效率还是非常好的。
Vin/V |
Iin/A |
Vout/V |
Iout/A |
efficiency |
12.034 |
1.32 |
4.999 |
2.8 |
0.881165 |
12.034 |
1.17 |
4.998 |
2.5 |
0.887443 |
12.034 |
0.932 |
4.997 |
2 |
0.891073 |
12.024 |
0.694 |
4.997 |
1.5 |
0.89824 |
12.035 |
0.462 |
5.003 |
1 |
0.899793 |
12.051 |
0.101 |
5.002 |
0.0988 |
0.406028 |
表5
图1(横轴为负载电流,纵轴为效率)
四、SW节点电压
图2、3是空载时的SW节点电压,12V输入。
图2
图3
图4是在12V输入,3A输出条件下测得的。
图4
图5是在24V输入,1A输出时测得的。图5中测得的占空比为22.22%,根据buck占空比公式D=Vo/Vi=5/24=20.8%,还是非常接近的。测得占空比要比理论计算的要大,是因为效率缘故。精通开关电源一书的能量传递一章中对此做了详细讲解。图4中12V输入5V输出,测得占空比为45.71%,理论算得占空比为41.6%,也是非常接近的。
从波形中还可以看到,Toff期间,SW节点电压是负的,这是因为电感要续流所以它强迫二极管导通。负电压即为二极管导通压降。
Ton或者Toff初期,SW节点电压会有个凸起,这就是换流高di/dt在自感上产生的感应电动势(它总要阻止电流变化的哟)。
图5
五、纹波
测量纹波时,需要保证最小接地环,否则会拾取周遭环境的噪声,测量结果会偏大。
示波器交流耦合、带宽限制在20MHz(有资料说,100MHz时测得的是噪声)。
需要靠近输出电容位置测纹波。以上三点是纹波测量时需要注意的事项。
图6为纹波测试图片,图7为空载纹波测量结果,图8为2A负载时测量结果。
图6
图7
图8
从测试结果中不难看出,空载时的纹波较大(36mV),2A输出电流时纹波较小(19.2mV);因为空载时,芯片为了减小功耗,没有工作在CCM模式,从图2、SW节点电压即可看出来的。
主要参考:
ADI电源大师课第一讲