1，什么是負(fù)載瞬態(tài)?

負(fù)載電流的變化發(fā)生在較短的時間內(nèi)，負(fù)載電流的這種突然變化稱之為負(fù)載瞬態(tài)。

2，什么是負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)?

電壓調(diào)節(jié)器在負(fù)載瞬態(tài)期間保持其輸出電壓恒定的能力為負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。只要負(fù)載電流變化緩慢，很容易保持輸出電壓恒定。但 是當(dāng)負(fù)載電流“階躍”變化足夠快時，輸出電壓也會變化。當(dāng)負(fù)載電流產(chǎn)生變化時用輸出電壓改變的程度來定義負(fù)載瞬 態(tài)性能

理解負(fù)載瞬態(tài)的關(guān)鍵原理如下：

1) 將電壓調(diào)節(jié)器用作壓控電流源，驅(qū)動到負(fù)載的電流 (從輸出反饋的電壓調(diào)節(jié)電流源)。調(diào)節(jié)器的電流源 在零時間內(nèi)不會被改變，所以可推斷出，如果我們使 負(fù)載電流足夠快地變化，它將迫使輸出電壓也產(chǎn)生改 變。其變化的程度取決于調(diào)節(jié)器的速度，輸出電容的 數(shù)量和類型，以及負(fù)載電流變化的di/dt速率。

2) 在調(diào)節(jié)器控制環(huán)路對負(fù)載變化進(jìn)行調(diào)節(jié)的時間內(nèi)，唯 一提供前一個穩(wěn)態(tài)負(fù)載電流值和新值之間差別的是 輸出電容。所以，控制負(fù)載瞬態(tài)期間輸出電壓的關(guān)鍵 在于輸出電容，這些電容的電氣特性會明顯影響瞬態(tài) 響應(yīng)。

3) 調(diào)節(jié)器控制環(huán)路的響應(yīng)越快，在環(huán)路校正至新負(fù)載電 流值之前輸出電容電壓的變化就越少。因此可知，較 快的調(diào)節(jié)器可采用較小的輸出電容(可以節(jié)省成本) 來保持相同的VOUT容差范圍

使用本設(shè)計實例中描述的快速動態(tài)負(fù)載來測試電力系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)可以揭示許多關(guān)鍵的運行特性?？焖匐娏麟A躍導(dǎo)致的電壓偏差可以提供對穩(wěn)壓器相位裕度的深入了解。此外，對于距離負(fù)載點有一定距離的電源，瞬態(tài)測試可以幫助確定有效的串聯(lián)互連電感、并聯(lián)電容和 ESR。雖然商業(yè)電源的相位裕度通常由供應(yīng)商驗證，但添加遠(yuǎn)程感應(yīng)通常會破壞電源的穩(wěn)定性?；ミB電感和負(fù)載電容會在調(diào)節(jié)器控制回路反饋中引入額外的相移，從而影響穩(wěn)定性。

許多工程師已經(jīng)看到了穩(wěn)壓器輸出上的低頻正弦波。

對組裝系統(tǒng)執(zhí)行瞬態(tài)測試可以快速檢查系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)節(jié)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。大多數(shù)商用動態(tài)電子負(fù)載的電流轉(zhuǎn)換速率都相當(dāng)慢，這往往會限制它們在測試更快的調(diào)節(jié)器控制回路中的用處，這些調(diào)節(jié)器控制回路通?？梢栽诖筘?fù)載瞬態(tài)后的 50μs 或更短的時間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。許多大功率系統(tǒng)需要 10A/μs 或更高的電流轉(zhuǎn)換速率。

圖 1是對應(yīng)用說明的改編，有一些顯著的改進(jìn)。最大功率已增加到 150W，專為 3.3V、5V 和 12V 穩(wěn)壓器輸出而設(shè)計。R1-R3 形成由單個 N 溝道低側(cè) MOSFET 切換的電阻負(fù)載。負(fù)載電阻器的尺寸和填充可以實現(xiàn)大量可能的負(fù)載組合。

在電路的核心，帶有施密特觸發(fā)器輸入的MOSFET 驅(qū)動器 U1用于驅(qū)動 MOSFET，并與 Q2、R8、R9 和 C3 形成張弛振蕩器。對于所示的組件值，占空比約為 5%，周期時間為 20ms。具有相對低的占空比允許適度的冷卻解決方案。

R6 和 R7 結(jié)合 MOSFET 的輸入電容 C ISS獨立調(diào)整上升和下降時間。根據(jù)所示值，上升和下降時間約為 1μs。在此壓擺率下，峰值 MOSFET 柵極電流約為 +110/-75mA，遠(yuǎn)低于 U1 的最大額定電流 1.4A?？梢蕴砑?C2 以進(jìn)一步減慢邊緣速率。由于 1μs 的上升/下降時間和相對較大的柵極電阻器增加了耗散阻尼，MOSFET 柵極開關(guān)諧振不會很顯著。當(dāng) MOSFET 關(guān)閉時，R4 和 C1 有助于抑制線路諧振。R4 的值由有效線路電感和輸入電容確定。事實證明，0.5O 的值對于典型的布線場景是有效的。

此實現(xiàn)的更方便的功能之一是與 DUT 的兩線連接。對于 3.3V 和 5V 系統(tǒng)，包括一個 12V 升壓轉(zhuǎn)換器來為 MOSFET 驅(qū)動器和柵極供電。不需要其他連接或電源。升壓轉(zhuǎn)換器的輸出可以通過 3.3V 輸入提供大約 350mA 的電流，這可能會限制可提供給 MOSFET 柵極充電的電流量。低 ESR 鋁電容器 C5 提供一些初始柵極充電電流，以實現(xiàn)更快的電流邊沿速率。對于 12V 操作，可以通過將 C7 替換為 0O 電阻來組裝直接連接版本，禁用升壓轉(zhuǎn)換器。L1 和 D2 上會有一些電壓降，但這不會影響電路的正常運行。

整個電路可以舒適地安裝在 3" × 5" 兩層 PCB 上，包括散熱器和小型 12V 風(fēng)扇。只需連接兩根線，操作非常簡單。

測試儀的引線必須短且電感低，以防止引線電抗產(chǎn)生振鈴。應(yīng)在負(fù)載點或遠(yuǎn)程感應(yīng)位置附近進(jìn)行 DUT 連接。測試儀的公共端和電壓探頭返回引線應(yīng)連接在一個位置。還應(yīng)選擇此位置以具有返回電源的低阻抗路徑。

按下瞬時按鈕 PB1 啟動非穩(wěn)態(tài)電路，動態(tài)負(fù)載開始切換。如果需要，可以從外部提供靜態(tài) PSU 負(fù)載。R5 和 J2 為測量脈沖電流提供了一種方便的高帶寬手段。一個直的 50Ω 同軸電纜可以直接連接到示波器輸入端，用于監(jiān)測 1mV/A 的電流。電壓測量也應(yīng)在負(fù)載點或遠(yuǎn)程感應(yīng)點附近進(jìn)行，并應(yīng)交流耦合到第二個示波器輸入。電壓探測必須小心。來自遠(yuǎn)處接地/返回引線的探頭電感會導(dǎo)致誤導(dǎo)性測量。可以在探頭尖端添加一個小型串聯(lián)電阻(幾歐姆)，還以抑制來自探頭 ESL 的高頻振鈴。