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

发布时间:2025-05-20 阅读量:2822 来源: ADI 发布人: wenwei

【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。


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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。


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图2.在电源板和负载之间精心摆放的连接线。


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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%。


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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。


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