引言

在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，電源芯片是不可或缺的核心組件之一。其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)電子設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。因此，對電源芯片進(jìn)行綜合性的測試至關(guān)重要。本文以國科安芯生產(chǎn)的ASP3605芯片為例，詳細(xì)介紹一款電源芯片的綜合性測試流程。通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試方法和全面的性能評估，確保芯片能夠在各種應(yīng)用場景中穩(wěn)定運(yùn)行，滿足設(shè)計(jì)要求。

1.芯片概述

ASP3605是一款高效同步降壓調(diào)節(jié)器，支持多個(gè)調(diào)節(jié)器異相運(yùn)行，適用于雙鋰離子電池輸入以及12V或5V負(fù)載端電源應(yīng)用。該芯片具有以下主要特性：最高效率可達(dá)94%，輸出電流為5A，輸入電壓范圍為4V至15V，集成功率N溝道MOSFET，可調(diào)頻率范圍為800kHz至4MHz，最多支持12相級聯(lián)，輸出跟蹤功能，0.6V參考精度為±1%，紋波典型值小于4.5mV，且通過了車規(guī)認(rèn)證（AEC-Q100Grade1）和企業(yè)航天級認(rèn)證（SEU≥75Mev.cm2/mg或10??次/器件.天，SEL≥75Mev.cm2/mg）。

2.測試環(huán)境搭建

2.1測試環(huán)境示意圖

測試環(huán)境的搭建是確保測試結(jié)果準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。測試環(huán)境連接關(guān)系如下圖所示，包括測試板卡、電源、電子負(fù)載、示波器和萬用表等設(shè)備。測試板卡用于承載被測芯片，電源提供輸入電壓，電子負(fù)載模擬實(shí)際應(yīng)用場景中的負(fù)載變化，示波器用于測量電壓和電流波形，萬用表用于測量靜態(tài)電流和阻抗等參數(shù)。

2.2測試設(shè)備

測試過程中使用的設(shè)備必須經(jīng)過校準(zhǔn)，以確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。本次測試使用的設(shè)備包括：

3.測試項(xiàng)目

3.1引腳對地阻抗與OS電壓

引腳對地阻抗和OS電壓的測試是評估芯片引腳電氣特性的重要步驟。在斷電狀態(tài)下，使用萬用表測量所有引腳的阻抗和OS電壓。

3.2電源紋波

電源紋波是衡量電源穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。使用示波器測量VOUT和GND引腳之間的電壓紋波。測試條件為交流耦合，20MHz帶寬，F(xiàn)CM模式。

3.3芯片效率、負(fù)載調(diào)整率與線性調(diào)整率

芯片效率是衡量電源芯片性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。通過測量輸入電壓、輸入電流、輸出電壓和輸出電流，計(jì)算芯片效率。負(fù)載調(diào)整率和線性調(diào)整率分別衡量輸出電壓在不同負(fù)載和輸入電壓條件下的穩(wěn)定性。測試方法如下：

效率 ：使用示波器測量輸入電壓和電流，輸出電壓和電流，計(jì)算效率。

負(fù)載調(diào)整率 ：測量不同負(fù)載電流下的輸出電壓，計(jì)算負(fù)載調(diào)整率。

線性調(diào)整率 ：測量輸入電壓變化過程中最大負(fù)載電壓與最小負(fù)載電壓的差值。

3.4輸出動態(tài)負(fù)載測試

輸出動態(tài)負(fù)載測試用于評估芯片在負(fù)載快速變化時(shí)的響應(yīng)能力。使用電子負(fù)載動態(tài)測試功能，使負(fù)載在2A和4A之間以1A/μs的變化率變化，使用示波器測量VOUT。

3.5靜態(tài)電流與關(guān)機(jī)電流

靜態(tài)電流和關(guān)機(jī)電流是衡量芯片功耗的重要指標(biāo)。測試方法如下：

關(guān)機(jī)電流 ：將RUN引腳短接到GND，加電后測量電流。

靜態(tài)電流 ：將RUN引腳懸空，不加負(fù)載，加電后測量電流。

**測試條件為VIN=12V，VOUT=1.2V。**

3.6軟啟動時(shí)間

軟啟動時(shí)間是衡量芯片啟動特性的重要指標(biāo)。使用示波器測量VOUT上升沿的時(shí)間。測試條件為FCM模式，IOUT=0A/4A。

3.7RT調(diào)頻

RT調(diào)頻用于評估芯片的頻率調(diào)節(jié)能力。使用示波器測量CLKOUT在不同RT檔位下的波形。測試條件為VIN=5V，VOUT=3.3V，空載。

3.8SW波形

SW波形測試用于評估芯片的開關(guān)特性。使用示波器測量SW引腳波形。

3.9IPGOOD（PGOOD漏電流）

IPGOOD漏電流測試用于評估PGOOD引腳的漏電流。使用萬用表測量PGOOD和GND之間的電流。測試條件為FCM模式。

3.10****tON&tOFF（最小接通時(shí)間與最小關(guān)斷時(shí)間）

tON和tOFF是衡量芯片開關(guān)特性的重要參數(shù)。使用示波器測量SW引腳波形，計(jì)算最小接通時(shí)間和最小關(guān)斷時(shí)間。

3.11保護(hù)測試

保護(hù)測試是評估芯片在異常條件下的保護(hù)功能。測試項(xiàng)目包括輸出短路保護(hù)、輸入欠壓閾值、使能電壓閾值、輸出過流保護(hù)和輸出過壓/欠壓保護(hù)。

3.11.1輸出短路保護(hù)

使用電子負(fù)載模擬短路功能，使用示波器測量VOUT和輸入電流。測試條件為FCM模式。

3.11.2輸入欠壓閾值

將VIN從12V緩慢降低，直到VOUT沒有輸出，記錄當(dāng)前電壓值。測試條件為VOUT=1.2V/3.3V/5V，IOUT=0A，F(xiàn)CM模式。

3.11.3使能電壓閾值

斷開板卡上RUN連接，使用電源單獨(dú)給電壓，緩慢升高電壓，直到VOUT有輸出，記錄當(dāng)前電壓值。測試條件為FCM模式。

3.11.4輸出過流保護(hù)

調(diào)節(jié)電子負(fù)載，緩慢升高負(fù)載電流，直到VOUT沒有輸出，記錄當(dāng)前電流。測試條件為FCM模式。

3.11.5輸出過壓/欠壓保護(hù)

去電FB電阻，使用電源單獨(dú)給FB供電0.6V，緩慢升高輸入電壓，直到PGOOD電壓變?yōu)?，記錄此時(shí)FB電壓值為過壓保護(hù)值；緩慢降低輸入電壓，直到PGOOD電壓變?yōu)?，記錄此時(shí)FB電壓值為欠壓保護(hù)值。測試條件為FCM模式。

3.12相位測試

相位測試用于評估芯片的相位控制功能。使用示波器測量SW與CLKOUT波形的相位差。測試條件為FCM模式。

3.13結(jié)溫測試

結(jié)溫測試用于評估芯片在不同溫度條件下的性能。測試步驟如下：

選擇評估板，測試損耗、效率等基本電性能。

常溫下測試用Vin起機(jī)的Vout起機(jī)性能（空載，滿載），記錄數(shù)據(jù)。

評估板接好輸入輸出，控制，測試信號，放入溫箱。

溫箱設(shè)置-40℃，保溫1小時(shí)。

測試用Vin起機(jī)的Vout起機(jī)性能（空載，滿載），記錄數(shù)據(jù)。

溫箱設(shè)置-55℃，保溫1小時(shí)。

測試用Vin起機(jī)的Vout起機(jī)性能（空載，滿載），記錄數(shù)據(jù)。

溫箱設(shè)置125℃，保溫1小時(shí)。

測試用Vin起機(jī)的Vout起機(jī)性能（空載，滿載），記錄數(shù)據(jù)。

回到常溫，測試是否可以起機(jī)，試驗(yàn)完成。

備注：低溫起機(jī)輸出電壓波形出現(xiàn)臺階，但可正常起機(jī)。第二次低溫復(fù)測調(diào)高輸入限流后輸出臺階消失。

4.測試結(jié)果分析

通過對ASP3605芯片的綜合測試（ 詳細(xì)數(shù)據(jù)見測試報(bào)告附件*附件：ASP3605芯片測試報(bào)告.pdf ），我們可以從以下角度得出結(jié)論：

引腳對地阻抗與OS電壓 ：所有引腳的阻抗和OS電壓均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，表明芯片的引腳電氣特性良好。

電源紋波 ：在不同輸入電壓和負(fù)載條件下，電源紋波均小于設(shè)計(jì)要求的4.5mV，表明芯片的電源穩(wěn)定性良好。

芯片效率、負(fù)載調(diào)整率與線性調(diào)整率 ：芯片在不同輸入電壓和負(fù)載條件下的效率均高于90%，負(fù)載調(diào)整率和線性調(diào)整率均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，表明芯片的輸出電壓穩(wěn)定性良好。

輸出動態(tài)負(fù)載測試 ：芯片在負(fù)載快速變化時(shí)的響應(yīng)能力良好，輸出電壓無明顯超調(diào)或振鈴現(xiàn)象。

靜態(tài)電流與關(guān)機(jī)電流 ：靜態(tài)電流和關(guān)機(jī)電流均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，表明芯片的功耗控制良好。

軟啟動時(shí)間 ：軟啟動時(shí)間符合設(shè)計(jì)要求，表明芯片的啟動特性良好。

RT調(diào)頻 ：實(shí)際輸出頻率與設(shè)定頻率的偏差在允許范圍內(nèi)，表明芯片的頻率調(diào)節(jié)能力良好。

SW波形 ：SW波形的開關(guān)特性良好，無明顯異常。

IPGOOD漏電流 ：IPGOOD漏電流在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，表明芯片的保護(hù)功能良好。

tON&tOFF ：最小接通時(shí)間和最小關(guān)斷時(shí)間均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，表明芯片的開關(guān)特性良好。

保護(hù)測試 ：芯片在輸出短路、輸入欠壓、使能電壓、輸出過流、輸出過壓/欠壓等異常條件下均能有效保護(hù)，表明芯片的保護(hù)功能完善。

相位測試 ：實(shí)際相位與理論值的偏差在允許范圍內(nèi)，表明芯片的相位控制功能良好。

結(jié)溫測試 ：芯片在不同溫度條件下的性能穩(wěn)定，表明芯片的溫度適應(yīng)性良好。

5.結(jié)論

通過對ASP3605芯片的綜合性測試，我們?nèi)嬖u估了其電氣特性、穩(wěn)定性、效率、保護(hù)功能和溫度適應(yīng)性。

審核編輯 黃宇