用2600B系列源表SMU和MSO/DPO-5000系列示波器簡化DC-DC轉換器特性分析

DC-DC轉換器是廣泛應用的電子元器件。DC-DC轉換器能將直流電源從一個電平轉換至另一個電平，同時穩定輸出電壓。不論輸入電壓或者負載電流是否存在波動，電路輸出都是恒定電壓。這些電源管理器件廣泛用于筆記本電腦、移動電話和測量儀器等各種電子產品。

由于開發更低功耗、更長電池壽命產品的壓力不斷增加，產品設計工程師必須提高電源轉換效率。因此，分析DC-DC轉換器電氣參數需要進行大量測量。所進行的測試包括線路調整率、負載調整率、輸入和輸出電壓準確度、靜態電流、效率、導通時間、紋波和瞬態響應。一些測試的源和測量要用到直流測試儀器；另一些測試需要示波器，還有一些測試都要用到這兩者。

本文說明了如何利用一臺雙通道2600B系列源表SMU和一臺泰克的MSO/DPO-5000或DPO-7000系列示波器簡化DC-DC轉換器測試。專為上述示波器開發的DPOPWR應用軟件支持常用電源管理器件參數的測量和分析。圖1示出了DC-DC轉換器測試的標準配置。

圖1. 完整方案：MSO-5204示波器和2612B雙通道SMU用于測試DC-DC轉換器電路

DC-DC轉換器

DC-DC轉換器對于產生高于或低于輸入電壓的輸出電壓非常重要。降壓（或buck）轉換器產生的輸出電壓低于輸入電壓；升壓（或boost）轉換器產生的輸出電壓高于輸入電壓。在理想情況下，轉換效率應當足夠高以免浪費能量。圖2是DC-DC轉換器簡圖。相對于公共GND端子，VIN是器件的電壓輸入節點。VOUT相對于此公共端子是穩壓輸出。

圖2. DC-DC轉換器簡圖

使用2600B系列SMU進行DC-DC轉換器參數測試

通常，DC-DC轉換器的電氣特性分析包括源和測量輸入電壓（VIN），測量輸入電流（IIN），測量輸出電壓（VOUT）以及阱負載電流（IOUT）。用這些測量結果可以確定效率和其它參數。對于大多數設計而言效率非常重要，特別是電池供電產品，因為效率直接影響器件的運行時間。轉換器的效率是輸出功率除以輸入功率：
　　

按照慣例，分析這些器件的直流特性需要幾臺數字多用表、一個電源和電子負載。然而，用一臺雙通道2600B系列源表SMU就能代替上述電子儀器，進而簡化直流特性分析。因為SMU可以源和測量電流和電壓并用做電子負載，所以非常適于測試DC-DC轉換器的各種I-V參數。用一臺儀器代替幾臺儀器簡化了測試實現、軟件和同步，而且占用的機架空間或工作臺空間較少。

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