电源负载能力测试方案

电源负载能力测试

电源负载能力的概念：

各个电源要有足够的负载能力。从最轻负载跳变到可能的最大负载时、从最大负载跳变到最轻负载时，电源的波动范围必需在各个器件的工作电压范围内，比如SDRAM从自刷新模式切换到预充电或正常模式时，存储器电源波动范围必需在SDRAM的承受范围内。负载能力不足可能引起系统工作不正常。又比如CPU供电负载能力不足可能引起系统复位、死机等问题。

通常来说，某一电源网络的最轻负载为通过该电源网络电流最小状态时的负载值，最大负载为通过该电源网络电流最大状态时的负载值。当该电源网络的负载从最轻负载跳变到最大负载时，由于该路的电流会增大，对应该电源网络的电压便会有一定的跌落；当该电源网络的负载从最大负载跳变到最轻负载时，通过该路的电流会对应减小，该电源网络的电压便会有一个对应的抬升，如下图所示：

其中BL1为加入最大负载后，该电源网络跌落的最大值，BL2为加入最大负载后，该电源网络的工作值偏离理论值的幅值。LL1为加入最小负载后该电源网络抬升的最大值，LL2为加入最小负载后该电源网络的工作值偏离理论值的幅值。一般的，对于3.3V及以下的低压工作电源，电源负载能力电压最大跳变按照工作电源3%，稳态电压电压调整按照1%控制；对于高压电源应用如LCD串联背光、AMOLED偏压等高电压电源，电源负载能力电压最大跳变按照工作电源5%，稳态电压调整变化按照3%控制。或根据电源芯片规格书要求进行控制。采用示波器测试电压调整时采用20MHz带宽测试。

以驱动能力为300mA的3V系统电源为例，其最小负载为1uA，最大负载为300mA。当其从最小负载跳变到最大负载时，电压跌落幅度的一般不能大于3%。测试方法如下：

测试目的：验证当负载发生变化时，3V系统电源网络输出幅值的变化。

测试仪器：程控电源，示波器，自制电阻器或电子负载。

测试过程：

方法1：人工制作电子负载及人工负载切换操作测试

1、电源负载计算：实际用于举例：计算3V系统电源的最轻负载与最大负载：3V电源网络的最轻负载为流经该电源网络的电流值为1uA时的负载阻值，最重负载为流经该电源网络的电流值为300mA时的负载阻值。计算可得该3V电源网络的最轻负载为3 MΩ，最重负载为10Ω；

2、测试过程：：将3V电源网络按照下图电路拓扑结构进行连接，用示波器对图示测试点进行测试。当开关闭合时，该电源网络将处于最大负载状态；当开关打开时，该电源网络将工作在其最小负载状态。记下这两种状态下3V电源网络的跳变过程，如下图所示：

测试结果举例：

1）、由于该实验的开关由人为控制，因此在从最重负载跳变到最轻负载时会有一个抖动脉冲出现。

2）、当3V电源网络从最重负载跳变到最轻负载时，其电压跳变的最大值约为30mV，稳态情况下的偏离值为9mV。根据该3V系统电源网络的要求，当其从最轻负载跳变到最重负载时，其电压跳变幅度不得大于90mV，因此该系统电源网络是满足要求的。

3）、将测试结果填入测试结果表格，并保存相应贴图

2、方法2：动态负载自动测试：

测试过程：以OLED屏供电举例，研究了解得知OLED屏工作电压12V，供电电流15mA最大负载：

1） 、将OLED屏开启，处于工作状态。

2） 、将电子负载设置为OFF状态，正负极分别接OLED屏VCC和地。

3） 、设置电子负载为动态负载模式，LEVEL A =0.015A ，WIDTH A=0.5mS，LEVER B=0A，WIDTH B=0.5mS，动态模式为CONTINOUS，然后开始动态负载操作。

4） 、采用示波器分别测出负载由轻变重时电压的下降值和由重变轻时的上升值。

测试标准：

1） 、负载由轻变重时电压的下降跳变值，不得小于VCC*(1-5%)。

2）、 负载由重变轻时电压的上升跳变值，不的超过VCC*(1+5%)。

测试结果举例：若OLED VCC为12V，那么最小下降值和最大上升值分别为11.4V、12.6V。

上述两种测试方法可见：采用电子负载不用计算负载电阻值，只需要了解电源系统负载范围，并模拟电源供电会发生的负载切换工作状态做动态负载电流值配置和工作时间配置即可进行负载自动切换。