由此項(xiàng)開始進(jìn)入新章“開關(guān)穩(wěn)壓器的評估”。“開關(guān)穩(wěn)壓器的基礎(chǔ)”、“電源IC技術(shù)規(guī)格的解讀方法”2章定位在實(shí)際評估開關(guān)穩(wěn)壓器所必要的基礎(chǔ)知識。從這里，要開始就實(shí)際電路工作或特性談?wù)摗叭绾慰词裁础薄?/p>

以下是包含今后預(yù)定在內(nèi)的索引。既有項(xiàng)目也大多為“開關(guān)穩(wěn)壓器的評估”相關(guān)之內(nèi)容，希望可以作為參考。

那么，現(xiàn)在就從“開關(guān)穩(wěn)壓器的評估”第1項(xiàng)“輸出電壓”開始說明。

＜開關(guān)穩(wěn)壓器的特性和評估方法＞

1. 開關(guān)穩(wěn)壓器的基礎(chǔ)

• 開關(guān)穩(wěn)壓器的種類
• 降壓工作原理
• 同步式和異步式的區(qū)別
• 自舉
• 輸出反饋控制方式
• PWM和PFM
• 重要特性－IC的規(guī)格
• 重要特性－電源特性

2. 電源IC技術(shù)規(guī)格的解讀方法

• 封面、框圖、絕對最大額定和推薦工作條件
• 電氣特性的要點(diǎn)
• 特性圖表、波形的看圖方法
• 應(yīng)用電路例
• 部件選定
• 輸入等效電路
• 容許損耗

3. 開關(guān)穩(wěn)壓器的評估

• 輸出電壓
• 負(fù)載調(diào)節(jié)
• 負(fù)載響應(yīng)的探討、測量方法
• 電感電流的測量
• 效率的測量
• 輸出電壓

開關(guān)穩(wěn)壓器的工作是產(chǎn)生穩(wěn)定化的輸出電壓，以便使其作為負(fù)載（其他設(shè)備）的電源。因此，輸出特性的評估理所當(dāng)然就成為主要事項(xiàng)。主要輸出特性有電壓、電流、瞬態(tài)響應(yīng)、噪聲等，這些都有相互關(guān)系。本項(xiàng)首先就輸出電壓進(jìn)行說明。

一般來說，輸出電壓的評估重要如下：

?評估項(xiàng)目

－電壓精度：包含紋波電壓在內(nèi)最小值、最大值

－紋波電壓的大小：電壓振幅、波形

－高諧波噪聲、峰波等

?評估方法

－以示波器觀察輸出電壓

－（頻譜分析儀）

?條件設(shè)定

－輸出負(fù)載電流：需要可變型的負(fù)載裝置

－輸入電壓：需要可變型的DC電源

－溫度：也可簡易的點(diǎn)式加熱/冷卻

具體來說，就是邊改變條件邊以示波器觀察輸出電壓。視狀況而定，雖然有時(shí)頻譜分析儀較為有效，不過即使只有示波器也幾乎可以全部確認(rèn)。這里的關(guān)鍵在于以示波器觀察。示波器原本并非可以正確測量電壓的工具，開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓含有紋波或噪聲等各種成分，將測定值平均后顯示的電壓表等無法確認(rèn)。

電壓精度將確認(rèn)紋波電壓的最低值和最大值是否進(jìn)入負(fù)載裝置要求的精度內(nèi)。FPGA等最近高性能設(shè)備要求達(dá)±2%以下非常嚴(yán)格的電源電壓精度。加上電源電壓大多低至1V左右，實(shí)際的容許電壓僅僅一點(diǎn)點(diǎn)。必須包含紋波電壓的紋波電壓的峰值而非平均值才能符合。

須確認(rèn)紋波電壓是否為設(shè)計(jì)時(shí)以下列公式設(shè)定的電壓、紋波波形有無異常。

當(dāng)然，紋波電壓即使依照設(shè)計(jì)，倘如果結(jié)果無法符合負(fù)載設(shè)備的精度要求則必須重新評估。同樣的，也須觀察輸出是否包含異常峰波或高諧波。

這些特性的狀態(tài)會隨負(fù)載或溫度起變化，因此務(wù)必加入變動要因后進(jìn)行觀察。

評估需要樣本來判斷輸出電壓及波形應(yīng)該會如何。多數(shù)情況下，其電源IC技術(shù)規(guī)格有刊載標(biāo)準(zhǔn)且理想的波形（參照下圖），此在“電源IC技術(shù)規(guī)格的解讀方法”也有提及。

此外，IC廠商評估板時(shí)可以與其做比較。可以在相同的測定器或環(huán)境下進(jìn)行評估，現(xiàn)實(shí)上是個(gè)好方法。

從處理高速波形的觀點(diǎn)來看，以示波器觀察必須注意幾點(diǎn)。以下照片和圖表是即使相同基板也無法以探針連接法觀察正確的波形。

左方的照片和波形圖系以示波器的探針連接測試引腳后以夾鉗進(jìn)行GND，輸出波形可以看見多數(shù)高頻峰波。另一方面，右方的照片和圖表則以專用連接器連接探針，這里看不到峰波。原本的輸出電壓為右方的波形，左方的波形因探針接地線等的影響使原本不存在的峰波產(chǎn)生

由上例可知，在評估開關(guān)電源時(shí)需要具備處理及測量高頻率的技術(shù)。

關(guān)鍵要點(diǎn)：

?評估開關(guān)穩(wěn)壓器的特性時(shí)須了解應(yīng)測量的要點(diǎn)及具備必要的測量技巧。

?評估輸出電壓須邊改變各條件邊以示波器觀察紋波或噪聲等。

?利用技術(shù)規(guī)格的圖形或評估板作為比較基準(zhǔn)。