DCDC电源测试以及纹波测试方法-电源纹波测量方法

一、测试项目

1）输入电压范围。在轻载和后级电路满负荷的情况下，输入电压无骤降或拉低，计入波动之后，不低于最低输入电压。

2）输出电压稳定性。测试无负载情况下输出电压值及波动；测试满足后级电路最大负载情况下的输出电压波形及其波动，并单独测试其纹波；测试在负载越变情况下的输出电压波形以及波动，并测试其纹波。要求计入纹波和其他干扰后输出电压无骤降，同时满足所带负载芯片的电压输入范围，并留有20%余量。

3）反馈波形测量。测试无负载和满载情况下SW波形的实际波形，是否满足Datasheet所给出的波形参照。

4）输入输出电流。能满足后级电路的最大消耗，保证后级消耗最大只占到可输出电流的70%-90%。

5）电源极端条件下的工作情况。在产品规定的温度范围上限和下限，要求输出电压和电流仍能满足工作要求。在产品规定高温情况下，或电源芯片的工作上限温度下，能正常工作，不过热。

二、测试方法

2.1、测试条件

1）使用示波器时首先对示波器自身进行校准，使用所带的方波发生器测量出无损的方波波形。

2）限制示波器带宽为 20MHz(大多中低端示波器档位限制在20MHz，高端产品还有 200MHz 带宽限制的选择)，目的是避免数字电路的高频噪声影响纹波测量，尽量保证测量的准确性。

3）设置耦合方式为交流耦合，方便测量(以更小档位来仔细观测纹波，不关心直流电平)。

4）电压幅值设为mV级别，时间设为mS级别，打开频率、峰值等需要查看的数据。

5）保证探头接地尽量短(测量纹波动辄上百 mV 的主要原因就是接地线太长)，尽量使用探头自带的原装测试短针。如果没有测试短针，使用弹簧测试针进行测试。

6）示波器地悬空，只通过探头地与测试信号的参考点共地，不要通过其他方式与测试设备共地，这样会给纹波测量引入很大的地噪声。

7）电源的输出端存在差模和共模两种噪声,同时纹波噪声容易受到环境中随机噪声及电源辐射噪声的影响. 探头地线的寄生电感与示波器输入电容形成LC 谐振电路，将高频噪音放大，探头地线会感应电源模块的辐射噪音，所以必须把探头地线移掉。

8）测试过程中示波器探头远离周围的干扰器件。

9）使用高低温箱，测量产品工作情况，并检测电源部分输出电压与输出电流。

10) 用信通院直流电源设备N6705，记录一定时间长度内的产品工作情况，记录电源部分输入电流变化。

2.2、电源纹波测试

（1）电源纹波定义：输出直流电压中含有的交流成分。

（2）电源纹波的产生：一.开关电源的开关纹波，频率基本在几十KHz到几MKHz；二. 开关电源的高频纹波，频率比开关纹波大，主要是由电路寄生参数和PCB布局产生；三. 负载变化引入的纹波，变化如下图所示。

标题电流变化引起电压波动

编辑

（3）纹波建议测量方法：

1、工具选择：示波器

2、带宽选择：合理根据所测试大带宽选择合适的示波器（公司只有一种示波器，这一步进行忽略）

3、探头选择：

一. 电压探头；二. 同轴电缆（有条件尽量使用此方法）； 三. 差分探头（没有条件，进行忽略）；

① 电压探头：（1）使用电压探头时需要提前校准；（2）探头选择X1（强烈推荐）或者X10（如下图内部构造）。X1探头输入无衰减，输入阻抗可以基本不计，只有示波器本身的1MΩ；X10探头的输入阻抗为9MΩ，示波器本身的1MΩ，总输入阻抗为10MΩ，测试效果会有一个十倍的衰减比，降低了信噪比，由于纹波属于小信号，所以本身没有1倍探头合适。

1倍探头构造

10倍探头构造

②同轴电缆：（1）使用在负载特殊情况下的，需要进行全带宽纹波测试；（2）最小环路法相对与同轴电 缆接地阻抗和测试环路还是偏大，使用同轴电缆产生的噪声很小；（3）同轴电缆有极性，把它分别焊接 在电源端电容的两侧；（4）在高低温测试情况下可以进行使用，比最小环路法方便。

4、测试方法：

①示波器探头自带的地线相当于一个小电感，会造成一定的失真振铃，所以推荐使用最小环路法，使用弹 簧探针或者绕制焊锡丝（不推荐）。

②示波器带宽限制在20MHz打开；交流耦合；数值挡位选择20mv、时间挡位选择10ms、10us。

③测试需要两个测试波形：一个时开关纹波的累积量，来检验电源工作的稳定性和确保无振荡；另一个是 单独展开的纹波，来检验纹波的数值量。

2.3、测试通过标准

1）使用此电源模块的产品在各设定情况下工作是否正常。

2）使用此电源模块的产品，其电磁兼容性能（EMI与EMS）应不受电源模块影响。

3）功耗符合产品定位，静态及动态功耗符合产品定位要求及寿命要求。