完成电源模块的设计后，需要如何测量呢？

1.概述

降压型电源芯片是电子产品设计中并不可少的核心元件，由电源芯片组成的电源模块提供电子产品使用的各种电源。对于车载产品，汽车蓄电池的电压会在9V-16V之间变化，在这种情况下，电源模块需要适应蓄电池电压和负载在变化的工况，如何对电源进行测试就显得很重要的，很多公司的电子产品关于电源模块的测试，就是对着Datasheet给的参考电路和layout示例，简单测试下输出电压的纹波，电源效率就结束了。认为电源模式的所有参数Datasheet都已经标示了，也没什么可测，也改变不了什么参数的。 实际BUCK电路有很多参数需要测试的，下图是TI的一款BUCK电源芯片LM60440，满足AECQ-100的车载要求。

在LM60440的Datasheet中，提供了效率曲线图，启动时序图，负载瞬态响应图，纹波电压图以及EMC测试图等等参数，这些测试数据都是基于LM60440的EVM板测试得到的，是在工况比较好的情况测试的。对于实际的电子产品要根据具体的客户要求和系统要求去测试。我们开发的一款产品中就用到了LM60440，降压得到3V3的输出电压。完成原理图设计后，打快板拿到Demo样品后，主要从以下七个方面的维度完成对电源模块的测试：

1.输入电压性能测试，包括冷机启动测试，使能电压阈值测试；

2.输出电压性能测试，包括输出电压纹波测试，负载瞬态变化测试，环路稳定性测试；

3.时序测试：开机时序，关机时序；

4.保护功能测试：过压保护，过流保护，短路保护，过温保护；

5.效率测试；

6.PWM开关频率测试；

7.关键元件耐压测试，主要包括MOSFET,DIODE,电感,输入电容，输出电压；

完成以上七个方面的测试，可以基本反映出电源模块的性能优劣。下面将测试中的七个方面的实测数据和Datasheet中的数据做一个对比分析，供大家讨论，看看其他坛友在电源设计中有多少测试内容。

2.测试实例的分析

2.1 输入电压性能测试

2.1.1 冷机启动测试

冷机启动测试一般称为cold-trank测试，这是由于发动机启动的时候，需要蓄电池大电流工作，从而造成蓄电池电压快速跌落。关于这类的工况的有相应的测试规范，比如ISO 7637-2 (test pulse 4)，如下图。在cold-trank的测试过程中，即使蓄电池电压跌落，车载的电子产品，比如导航、娱乐、仪表盘等设备依然需要保持安全可靠的功能，这就对电源模块提出了更高的要求。

在我们的产品中根据客户要求，使用的是如下的测试规范，相对更加严苛一些。

关于这一项测试，在LM60440的Datasheet中没有体现出来。在我们的产品测试中，是符合测试要求的。在输入电压跌落过后，输出电压也跌落，但在一定时间（小于10ms）可以重新输出，符合系统需求的定义。

2.1.2 使能阈值测试

LM60440的使能（EN-Pin）控制芯片的启动和关断，该pin的输入电压是有精确阈值控制，通过外部其他电源电压控制（一般是选用3.3V的LDO控制）。在实际产品测试中得到了和Datasheet中一致的阈值电压。

2.2.输出电压性能

2.2.1 输出电压纹波测试

电压纹波（ripple voltage）基本都会测试，空载轻载重载情况下测试到的数据都不一样。电感输出电容选型不一样，也会造成电压纹波的测试数据的不同。如何降低电压纹波就不在这里展开，很多资料都有介绍。这里主要讨论电源模块设计完成后，如何进行测试。输出电流3A的情况下，测试的纹波电压有38mV,比Datasheet中的参数60mV要小。

2.2.2 负载瞬态变化测试

在负载突然跌落和加载的时候，会造成输出电压过冲和跌落的现象。在实际测试中对于这种测试的时候，输出电压过冲和跌落幅度有要求，是不能超过5%*Vout。输出电流是在0.28A到2.8A的变化，过冲和跌落电压是85mV和115[size=14.6667px]mV，都是小于3.3*0.05=165[size=14.6667px]mV。在空载轻载的时候，输出电压纹波会小一些。

2.2.3 环路稳定性测试

电源系统一般是负反馈，环路没有设计后，输出电压会出现波动，在工程设计中，要求相位余量大于65度，增益余量大于10dB，在负载电流是2.8A的情况下，使用Bode100对电源系统的环路进行测试，得到相位余量是82度，增益余量15dB。环路系统是稳定的。关于这个测试项目，在Datasheet中没体现，实际产品是很有必要测试的。

很多芯片是专门的环路补偿comp-pin，用于在环路不稳定的时候进行补偿。LM60440没有环路补偿pin，如果环路不稳定的时候，可以在反馈回路增加补偿网络。如上图原理图中的Cff，也可再串联电阻。根据具体电路进行调整

2.3 开关机时序

2.3.1 开机时序

在电源产品中，开机时序是要严格和Datasheet中对应的，但是可以调整软启动的时间，从而满足不同项目的需求。测试得到的数据和Datasheet保持了一致。

2.3.2 关机时序

关机时序相对开机时序没有那么严苛，所以在Datasheet中没有测试，但是我们实际的产品完成了测试，然后和LM60440提供的EVM的关机时序做了对比，是一致的。

2.4 保护功能测试

2.4.1 过压保护测试（OVP）

对于电源芯片是不能过电压使用的，超过电源芯片的最大输入电压，会导致芯片过压损坏的。

有的电源芯片是有OVP阈值电压，最大绝对值电压（该电压即为芯片的过压损坏值），LM60440是没有OVP阈值电压，之前用到的另一款电源芯片有的，当输入电压超过OVP阈值，输出电压就降低为0，同时诊断pin的标志位翻转。

2.4.2 过流保护测试（OCP）

利用电子负载施加超过电源芯片的最大输出电流，会产生OCP，保证输出电流和输出电压在正常的工作范围；

2.4.3 短路保护测试

利用测试工具，将输出短路。电源芯片检测到瞬间过电流，会关闭输出。保证电源模块的正常工作。

2.5 效率测试

电源模块会产生各种损耗，比如MOSFET开关损耗，导通损耗，电感直流损耗，交流损耗等等。从而造成输出效率的变化。因此客户会要求最低的效率比。LM60440在不同输入电压情况下，重载的时候基本都可以达到90%以上的效率。

在实测的时候，效率会比Datasheet的要低一些。输出电流增大的情况下，效率会更高的

2.6 PWM开关频率测试

LM60440的工作模式会随着负载的变化而变化，会在PFM,DCM,CCM几种模式之间切换，从而满足负载电流的需求。PWM开关频率也随之发生变化。

2.7 关键元件耐压测试

LM60440是内置MOSFET的，芯片SW-pin和电感的节点处电压会一直加载在MOSFET的漏级。PWM开关过程会产生overshoot电压，测量得到的过冲电压最大值是8.6V，该过冲电压不能击穿内部MOSFET，如果要降低过冲电压，可以增加snubber电路加以抑制。

输出电容一般选择MLCC，需要考虑纹波电流不要超过MLCC的额定值，否则会让MLCC发热。下图是MLCC的纹波电流，90mA左右，MLCC的ESR也比较小，不会产生太大的发热。

3. 小结

完成以上的测试，测试值都满足了系统需求和客户需求。随后还需要进行EMC方面的测试，TI提供的LM60440的EVM板进行EMC测试，都是通过的，余量很大。但在具体产品中，不仅仅只有这一路电源，还有BOOST电路，所以Datasheet提供的EMC数据仅仅是做参考。即使产品的EMC测试失败，一般也不会仅仅是电源模块的问题，需要从整个电路板的角度定位干扰源和辐射源，然后对应的改进。

在完成研发层面的2PCS测试后，随后将电路板转交TQE部门，进行高低温，湿度以及寿命等耐受性实验。

原标题：完成电源模块的设计后，需要如何测量呢？

原作者：kk的回忆

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无线模块性能测试方法

无线模块传输广泛地运用在车辆监控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线数据通信、数字音频、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、数字图像传输等领域中。

模块买回来之后，我们应该测试哪些模块的性能来判断模块的好坏呢？

1、测试RF射频模块的发射功率

调频制发射机发射的调频载波的瞬时频率是随调制信号变化的调频波为等幅波，它的最大功率等于平均功率；而调幅制发射机发射的是调幅信号，当mAM=1时,最大发射功率等于平均功率的4倍。若调幅发射机与调频发射机的末级采用同一型号的功率管，均按最大功率估算,则调频发射机发射出的功率是调幅发射机发射的平均功率的4倍。

2、测试无线模块的抗干扰性能

从两种制式的发射信号功率大小进行分析调频比调幅制的抗干扰能力强。调频波的边频分量的功率是从载波功率中分出来的。调制系数mFM越大，其边频不仅数目多，且幅度增大，这意味着载波功率中转化为边频功率的比例大，而调幅波的边频功率最大仅等于载波功率的一半。因此，调频波比调幅波可以具有更大的边频功率,这意味着它更有能力去克服信道或机内的噪声和干扰。

3.无线模块的通信距离 在相应的项目实际项目中，发射接收无线模块的传输距离与天线、接收灵敏度、空中速率，收发环境、无线电压和电池容量等有关。通过多次调试模块，到达项目要求的传输距离。

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