电源测试中导线布局对瞬态响应的量化影响——基于ADP2386评估板的7%性能提升案例

【导读】在电源系统开发中，实验室测试数据的准确性直接影响产品性能评估。工程师们往往聚焦于拓扑结构优化与元件选型，却容易忽视一个隐藏的误差源——测试导线的物理布局。当我们使用ADP2386评估板进行负载瞬态测试时，发现仅改变电源与负载间的导线排布方式，竟使输出电压尖峰出现7%的显著差异。这种由测试线缆寄生参数引入的"隐形误差"，正在悄然影响着您的测试结论可信度。

在设计电源时，严格的测试非常重要。要完成此项任务，硬件测量必不可少。当然，在此测量过程中可能也会悄然产生许多错误。在本篇电源管理技巧的短文中，我们将研究待测电源和负载之间的连接线的影响。在实验室中进行电路板快速连接时，其设置通常如图1所示。此时，一根长连接线将待测电源连接至电子负载（如图中右侧所示）。两根导线随意摆放在实验室工作台上，回路面积较大。

图1.在电源板和负载之间随意摆放的连接线。

更整齐的设置请参见图2。在这种情况下，两根导线相互绞合以最大限度地减小电路中的回路面积。理论上，这会降低待测电源和负载之间的连接线寄生电感。这是就理论而言。那么，图1和图2的不同设置对测量结果究竟有何影响？为了查看这一点，在图1和图2所示的两种不同设置中，我们连接一块ADP2386评估板作为降压转换器，其输出电流最高可达6 A，然后我们测量了输出电压对负载瞬变的响应。这将显示连接线位置优化的实际效果。在本示例中，ADP2386将5 V电源电压转换为3.3 V输出电压。由电子负载产生负载瞬变，在大约30 µs内从10 mA变为4 A。在以上两种情况中，连接线的长度均为1米。

图2.在电源板和负载之间精心摆放的连接线。

图3.连接线随意摆放（如图1所示）时的输出电压负载瞬态响应。

图3显示了在负载瞬态响应期间交流耦合输出电压中的电压尖峰，其测量设置如图1所示。峰值电压约为103 mV。相比之下，图4显示了连接线的导线整齐绞合在一起（如图2所示）时的测量结果。此时，输出电压中的电压尖峰只有大约96 mV。这相当于大约7 mV的差异，它表明连接线的整齐排列可导致该负载瞬态测试结果改善大约7％。

图4.连接线精心摆放（如图2所示）时的输出电压负载瞬态响应。

因此，我们可以清楚地看到，良好的测量设置可以提供更为准确的结果。除了待测电源和负载之间连接线的几何摆放方式之外，电缆长度和相应的连接类型（在本示例中为鳄鱼夹或焊接接头）也很重要。导线越短，寄生电感就越小，对负载瞬态测试结果的影响也越小。应始终使用尽可能短的连接线。

结果表明，整齐地绞合到一起的导线必定会对测量结果产生影响，因此，花费额外的精力绞合引线以进行测量设置是值当的。