负载瞬变测试——SCU大量过压损坏该怎样解决？

负载瞬变测试用于检测功率转换器且是一种较为快速的方式，其能够凸显出转换器的调整速度，且能把转换器的稳定性问题显示出来。转换器的负载调整特性、占空比极限、PCB布局问题和输入电压的稳定性也可通过其测试更加快速的表现出来。

现下市面上的电子设备都具备着计算和无线连接功能，这些功能电路经常显现出非常重的脉冲负载特性。面对此类快速变化的脉冲负载，全新的DC/DC转换器需要具备快速的环路响应特性进行维持输出电压的稳定。需要测试此类的转换器，拥有能够生成与最终应用类似的快速变化的负载的工具是十分关键的。

面对具备较为稳定的负载的通用型DC/DC转换器，快速的回路响应特性是不在考虑的行列中的，所以也不需要进行负载瞬态响应特性的测试。此时需要注意的是如果快速阶跃变化的负载施加到一个稳压器上时，一定会在很宽的频带内对调节回路产生冲击，在一些特殊情况下可能会出现逼迫它们运行在控制回路的极限之下。

采用将一个快速变化的阶跃负载施加到一个转换器的输出端，之后再对其输出电压的响应过程进行观察，能够让我们快速且清楚的明白这个转换器在面临这样的状况时是否可以维持其输出电压的稳定，除此之外还可显示出可能存在的环路稳定性问题、电源供应的稳定性问题、斜坡补偿问题、负载调节性能和PCB布局问题。
在下图中我们可以看到显示了一个电流模式Buck转换器在其负载发生1A快速跳变时典型的响应过程，其输出电压正常值VOUT NOM = 3.3V。

【电流模式Buck转换器面对快速瞬变负载时的响应】

电流模式转换器对负载的阶跃变化不能够立刻的做出回应，因此，在负载发生阶跃变化的情况下，供给负载的电流最开始时是来源于输出电容里的储能。面对负载的快速跳变，输出电容的ESR和ESL最先起作用，在输出电压上显示为一个不大的跳变和尖峰，之后是输出电容放电的开始，这将会引起输出电压的下沉。

输出电压的下降将被误差放大器感知到，对应的也会引起VCOMP的上升，同时将会增加开关Q1导通的占空比，电感电流会因此增大用来满足负载增大的需求。在此过程中，电压下沉的幅度与恢复的时间会取决于多种因素：输出电容的大小，负载电流跳变的幅度和它变化的速度dI/dt，误差放大器的补偿水平和整个控制回路的带宽。

除去因为ESR和ESL引起的尖峰来看，转换器的阶跃响应过程在上述过程中看起来是十分平滑的，此代表着此转换器的表现是稳健的。响应过程中的电压下沉幅度为75mV，相当于输出电压的2.2%，对于大部分3.3V的电源供应来说是能够接受的。需要注意的是，假如过程中使用的输出电容是低ESR的MLCC，由ESR所造成的跳变一般就将看不出来。

 【测试演示图】

一个受脉冲发生器控制其通/断的MOSFET开关。MOSFET开关的切换速度可以采用其栅极的可选的RC网络进行调节；MOSFET漏极连接的电阻R2可依据需求的动态负载调节幅度进行选择；电阻R1用于设定负载阶跃的静态基点。负载电流的阶跃变化可经过示波器的电流探头进行测量，对转换器输出电压的测量则需要在输出电容或是负载点上进行。

使用AFG31252产生一个快速脉冲，AFG31252能够简单产生4ns的上升或者下降边沿。

【测试环境搭建完毕】

过程中采用的是这款DCDC的评估板，其具有到52V的耐压的BUCK的开关稳压器，评估板人性化的使用了BNC接口，便于测试过程中对纹波和 Load Transient进行测量。

在此可以看到，这颗芯片一定做过极为特殊的处理。在负载发生大幅度快速阶跃时几乎*没有电压过冲发生。那么这将是对于电压敏感型负载特殊优化过，这对于一些需要DCDC后面直接带MCU这种对电压要求很敏感的需求来说是十分重要的。

打开波形，能够看出，得益于AFG31000系列的4ns的上升速度和TCP0030A高速电流探头的120Mhz带宽，得以观测到，这个电流快沿时间速度高达1.6A/us !

经过手册可以知道的是，因为这颗芯片支持多模式开关方式切换，为了能够在各种工作电流情况下都可以得出*的效率。

因此还需要继续检测在不同模式转换的过程中，是否还存在过压发生。