穩定電源/負載電路的快速瞬態響應

吉時利的2300系列電池/充電器仿真器(快速瞬態響應電源)專用于研發和制造環境中RFIC功放、手機及其它便攜式電池供電產品的功率估計。這些電池仿真電源能從變化量高達1000%(即負載電流增大10倍)的短脈沖負載電流中快速恢復并測量負載電流脈沖的峰值。為了維持輸出電壓在設置的輸出電平(盡管是近瞬時變化的脈沖負載)并且為了采集600μs的窄脈沖信息，電源必須兼有電壓恢復時間短和快速負載電流變化引起的瞬態擾動電壓降最小。像2300系列電池/充電器仿真器這樣的電源必須有快響應、寬帶寬(200kHz以上以及達到2MHz)的輸出級。雖然這種寬帶寬電源能從變化很大的負載電流中快速恢復，寬帶輸出級比傳統窄帶直流電源更容易受外部負載電路阻抗的影響。某些高電抗負載條件[例如長走線和具有低等效串聯電阻(ESR)的容性負載]會導致電源輸出振蕩。本文將介紹產生振蕩的各種負載電路條件并提出穩定負載電路的方法。

直流電源/負載電路組合

Phone Test Fixture=電話測試夾具

Mobile Phone=手機

Parasitic Fixture=夾具寄生元件

Power Supply=電源

Source Leads (twisted pair)=源測試線(雙絞線)

圖1. 電源和DUT之間的典型連接。電源使用遠端感測反饋。

圖1示出了電源供電被測器件(DUT)的典型負載功率電路，在此情況下手機在測試夾具中。電源采用4線連接方案，由一對電源線和一對負載電壓感測線組成。將每對線纏繞起來可以最小化由感應磁場產生的雜散電壓。測試夾具常常使用旁路電容器最小化交流噪聲。為了理解負載電路如何進行短路負載電流脈沖分析(實際是交流信號)，這兩對線必須建模為包括分布電阻、串聯電感和并聯電容成分的交流網絡。而且，測試夾具和DUT也必須建模為交流網絡。電纜電容、纜線之間的并聯電容通常比DUT附近的旁路電容(通常為10μF數量級或更大)小很多。