你的測試電源有問題嗎--由DCDC輸出短路引起的實驗室電源振蕩引發(fā)的思考

我們在測試過程中往往優(yōu)先考慮的是被測件（DUT）的狀態(tài)，而忽略了測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性，因此有時候觀察到的現(xiàn)象可能會與我們預(yù)期的相反，情況變得更為糟糕，這種情況常常令人沮喪，項目進(jìn)度也會停滯不前。可是如果因為排查出最根本的原因而使情況變得更糟時，距離真相也就不遠(yuǎn)了！

有一次，當(dāng)我對一塊DCDC PCBA進(jìn)行重復(fù)短路測試時，雖然開關(guān)芯片的過載功能比較好，但可以肯定的是這種破壞性試驗引起的結(jié)果就是IC損壞！

事實證明，短路DCDC輸出端似的輸入直流電源的輸出失控，IC損壞；當(dāng)以一定的頻率重復(fù)短路時，情況更不理想。這時我意識到即使是實驗室電源也存在內(nèi)部反饋環(huán)路，引起振蕩，以前沒有遇到過，始終認(rèn)為只有開關(guān)芯片才會發(fā)生振蕩。

當(dāng)DCDC輸出短路，輸入電壓也會被拉低，此時也就是實驗室電源的輸出被拉低，所以電源反應(yīng)劇烈，試圖恢復(fù)正常，從而IC的Vin輸入端會產(chǎn)生反復(fù)的上沖和下沖，當(dāng)電壓超過Vin的額定值，IC會損壞。

但是此時還不能判定具體原因，降低DCDC的輸入電壓，開關(guān)IC的損壞可能性降低了，看上去好像是過大的電壓應(yīng)力造成的IC損壞，而不是過流。這是想到如果利用實驗室電源的環(huán)路矯正使輸出電壓抖動變小，肯定會減小DCDC開關(guān)芯片的損壞概率，因此將實驗室電源的引線加長連接至DCDC的輸入端，但是情況相反，電壓抖動的更劇烈了！顯而易見，電源的開關(guān)壞路設(shè)計的很差，我對這臺電源的合格性嚴(yán)重懷疑，這時候我找同事拿了一臺安捷倫的電源，一切又恢復(fù)了正常。

因此在進(jìn)行測試之前必須先確認(rèn)測試系統(tǒng)的好壞，結(jié)果：

1. 和預(yù)期的一致，短路時由于開關(guān)芯片具有限流功能，IC短路時未損壞；

2. 當(dāng)反復(fù)短路時，IC環(huán)路不穩(wěn)定，導(dǎo)致IC Vin引腳被沖擊，IC損壞。

另外關(guān)于短路測試，以前覺得帶有過載保護(hù)功能的IC損壞模式都是過壓，但是后來發(fā)現(xiàn)也不盡然，這里摘抄一段Datasheet手冊的翻譯：過流限制，通過檢測高側(cè)MOS管的漏源電壓來實現(xiàn)過流限制。然后將漏源電壓與表示過流閾值限制的電壓電平進(jìn)行比較。如果漏源電壓超過過流閾值限制值，則過流指示器設(shè)置為 true（真）。在每個周期開始時的前沿消隱時間內(nèi)，系統(tǒng)將忽略過流指示器，以避免任何開啟噪聲干擾。一旦過流指示器設(shè)置為 true（真），就會觸發(fā)過流限制。在傳播延遲之后，高側(cè)MOSFET在周期的剩余時間內(nèi)關(guān)閉，這種過流限制模式稱為逐周期電流限制。有時在短路等嚴(yán)重過載情況下，使用逐周期電流限制仍可能會發(fā)生過流失控。使用第二種電流限制模式，即斷續(xù)模式過流限制，在斷續(xù)模式過流限制期間，電壓基準(zhǔn)接地，且高側(cè)MOSFET在斷續(xù)時間內(nèi)關(guān)閉。一旦斷續(xù)時間結(jié)束，穩(wěn)壓器在慢啟動電路的控制下重新啟動。

建議：針對容易引起輸出短路的應(yīng)用，不建議選取電壓控制模式的芯片，選一顆電流模式控制的芯片更合適些，因為電流控制芯片可以進(jìn)行逐周期過流保護(hù)，限流更加容易，并且在特定開關(guān)頻率處可以做到更快的負(fù)載動態(tài)響應(yīng)。

備注：本文只提供一種測試案例，并非所有人都會碰到這些問題，絕大部分人在電路設(shè)計中碰到的問題都只是九牛一毛，有的由于選型與PCB Layout 布局的不同即使遇到相同的現(xiàn)象可能解決方案也不同，由于本人水平有限，思考問題難免有局限性，因此本文僅供參考！

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