CN109738791A - 一种vr芯片上电前短路保护测试装置及方法 - Google Patents

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本发明创新提出了一种VR芯片上电前短路保护测试装置及方法,通过加入稳压模块以及调整芯片电源供电端VCC以及电压输入端的工作时序,可以真实反应出NCP4552x系列芯片的真实工作情况,避免造成芯片击穿损坏问题,提高了测试效率,降低测试成本。

Description

一种VR芯片上电前短路保护测试装置及方法
技术领域
本发明涉及芯片测试领域,尤其是涉及一种VR芯片上电前短路保护测试装置及方法。
背景技术
服务器主板和其他板卡在开发阶段需要对VR(Voltage Regulation,电压调整器)芯片是否具有短路保护功能进行测试验证。测试标准要求上电前短路,VR有保护,上电后短路,VR有保护。
目前针对VR上电前短路保护测试,需要使用负载仪进行强制短路,将VR芯片的VIN、POWERGOOD(电压输出正常)、VOUT 3个信号通过焊接飞线引出来,然后采用3根单端探棒连接这3组信号至示波器,示波器另一通道连接电流探棒,抓取短路保护时电流值;负载仪上电后,拉载合适电流值,按下short(短路),再将主板上电,示波器以电流探棒所在通道作为触发,抓取波形。
但是在对NCP4552x系列芯片实际量测时发现,用常规的测试方法进行上电前短路保护测试时将芯片击穿损坏,而查阅芯片设计手册可见此芯片是有具有短路保护功能的。所以在对NCP4552x系列芯片进行短路保护测试时,运用现有技术测试容易造成芯片击穿损坏问题,无法真实反映出VR芯片的真实工作情况,不利于提高测试效率。
发明内容
本发明为了解决NCP4552x系列芯片上电前短路保护测试现有技术中存在的问题,创新提出了一种VR芯片上电前短路保护测试装置及方法,可以真实反应出NCP4552x系列芯片的真实工作情况,避免造成芯片击穿损坏问题,提高了测试效率。
本发明第一方面提供了一种VR芯片上电前短路保护测试装置,包括VR芯片以及芯片外部连接电路,还包括:稳压模块;所述VR芯片的电源供电端VCC连接稳压模块的电压输出端,所述VR芯片的电源供电端VCC工作时序早于第一电压输入端VIN1以及第二电压输入端VIN2的工作时序。
结合第一方面,在第一方面第一种可能的实现方式中,所述稳压模块为直流稳压电源或开关电源或稳压芯片。
结合第一方面,在第一方面第二种可能的实现方式中,所述稳压模块工作电压设置为3.3V。
本发明第二方面提供了一种VR芯片上电前短路保护测试方法,是基于本发明第一方面所述的VR芯片上电前短路保护测试装置实现的,包括:
S1,将稳压模块的电压输出端与VR芯片的电源供电端VCC相连,设定工作电压;
S2,待测板卡上电,对VR芯片进行上电前短路保护测试。
结合第二方面,在第二方面第一种可能的实现方式中,所述工作电压为3.3V。
本发明采用的技术方案包括以下技术效果:
本发明创新提出了一种VR芯片上电前短路保护测试装置及方法,通过加入稳压模块以及调整芯片电源供电端VCC以及电压输入端的工作时序,可以真实反应出NCP4552x系列芯片的真实工作情况,避免上电前短路保护测试时造成芯片击穿损坏问题,提高了测试效率,降低测试成本。
应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍,显而易见的,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方案中一种VR芯片上电前短路保护测试装置实施例一的结构示意图;
图2为本发明方案中一种VR芯片上电前短路保护测试装置实施例一中芯片外部连接电路的结构示意图;
图3为本发明方案中一种VR芯片上电前短路保护测试装置实施例一中VR芯片的电压输入端VIN与电源供电端VCC的波形示意图;
图4为本发明方案中一种VR芯片上电前短路保护测试方法实施例二的流程示意图;
图5为本发明方案中一种VR芯片上电前短路保护测试方法实施例二中步骤S1之前准备步骤的流程示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例一
如图1所示,本发明技术方案提供了一种VR芯片上电前短路保护测试装置,包括VR芯片U1以及芯片外部连接电路10,还包括:稳压模块11;VR芯片U1的电源供电端VCC连接稳压模块11的电压输出端,VR芯片U1的电源供电端VCC工作时序早于第一电压输入端VIN1以及第二电压输入端VIN2的工作时序。
如图2所示,其中芯片外部连接电路10包括:VR芯片U1、第一输入电容C17、第二输入电容C19、第一串联电阻R26、第一串联电阻R27、第一输出电容C16、第二输出电容C19、上拉电阻R29以及稳压模块11;VR芯片U1的第一电压输入端VIN1一路连接第一输入电容C17后接地,一路连接第二输入电容C19后接地,另一路连接电源P12_AUX;VR芯片U1的第二电压输入端VIN2连接电源P12_AUX;VR芯片U1的使能端EN连接第一串联电阻R26后连接使能信号发送端;VR芯片U1的接地端GND接地;VR芯片U1的电压输出端VOUT一路连接第二串联电阻R27的一端,一路连接第一输出电容C16后接地,一路连接第二输出电容C19后接地,另一路连接电源P12_HDD;VR芯片U1的电压输出正常或电压转换速率端PG_OR_SR连接上拉电阻R29后连接电源P3V3;VR芯片U1的电压快速释放端BLEED连接第二串联电阻R27的另一端。
其中使能信号是由主板的CPLD(Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)发送的,通过CPLD控制各电源的芯片使能端信号来控制芯片的上电时序。需要说明的是,本发明技术方案中的第一串联电阻R26为零值电阻,第二串联电阻R27阻值为60*10^4=600000欧姆,即600kΩ,上拉电阻R29的阻值为8.2kΩ。
本发明技术方案中VR芯片U1型号为NCP45520,但不局限于NCP45520,其他NCP4552x系列芯片都可以。
如图3所示,VR芯片U1击穿时抓取的VR芯片U1电压输入端VIN以及芯片电源供电端VCC波形,由图中可以看出,电源供电端VCC和电压输入端VIN波形都有回沟,在现有整体设计中,此VR芯片U1电源供电端VCC的电压是由另一板卡的3.3V电压供给的,因上电前先行强制短路时电源供电端VCC电压状态不确定,短路时又会产生很大的电流,因此VR芯片U1才会击穿损坏。
VR芯片U1中电压输入端VIN为VR芯片U1的输出提供电平即为施加在VR芯片U1内部的开关管源极和漏极两端的电压,VCC为VR芯片U1内部的控制电路提供供电电源,其中控制电路可以控制开关管的导通和关断从而控制VR芯片U1的输出电压,对于具有短路保护功能的VR芯片U1在检测到开关管通过大电流即输出短路的情况下会关断开关管,实现保护功能。在查阅该NCP4552x系列VR芯片U1数据手册,发现短路保护电路只有在开关管的门极电压完全充电到达额定状态时才能稳定工作,因此该VR芯片U1的VCC电压要早于VIN上电才能实现稳定短路保护的功能,即VR芯片U1的电源供电端VCC工作时序早于第一电压输入端VIN1以及第二电压输入端VIN2的工作时序,所以在VR芯片U1的电源供电端VCC未达到稳定状态时无法对开关管实现准确控制,导致开关管长时间通过大电流而损坏,造成该结果的主要原因时电源供电端VCC与电压输入端VIN的上电时序问题。
其中稳压模块11为直流稳压电源或开关电源或稳压芯片,稳压模块工作电压设置为3.3V。本发明技术方案中设置稳压模块11的目的在于提供为VR芯片U1电源供电端VCC提供稳定的工作电压,使电源供电端VCC在电压输入端VIN工作之前处于稳定状态,本发明技术方案中采用直流稳压电源或开关电源或者稳压芯片,当然也可以采用其他方式实现,本发明在此不做限制。
本发明技术方案通过加入稳压模块以及调整芯片电源供电端VCC以及电压输入端的工作时序,可以真实反应出NCP4552x系列芯片的真实工作情况,避免造成芯片击穿损坏问题,提高了测试效率。
实施例二
如图4所示,本发明技术方案还提供了一种一种VR芯片上电前短路保护测试方法,是基于本发明实施例一实现的,包括:
S1,将稳压模块的电压输出端与VR芯片的电源供电端VCC相连,设定工作电压;
S2,待测板卡上电,对VR芯片进行上电前短路保护测试。
如图5所示,本发明技术方案中步骤S1之前应该进行上电前的准备工作,包括:
S31,将VR芯片的VIN、POWERGOOD、VOUT 3个信号通过焊接飞线引出,并通过单端探棒与示波器连接;
S32,在第一输出电容C16以及第二输出电容C19的并联两端引两根导线按正负极对应关系到负载仪上,并将其中的正极负载线钳于电流探棒上,电流探棒与示波器相连;
S33,示波器设置为20M带宽,每个通道选择MAX测试项,以电流探棒所在通道上升沿触发。
在步骤S1中,工作电压为3.3V,改进前为板卡的P3V3对VR芯片的电源供电端VCC进行供电,改进后由稳压模块对VR芯片的电源供电端进行供电。
在步骤S2中,具体是:首先负载仪上电,拉载第一电流值,按下短路(short)键,待测板卡上电(具体是板卡对VR芯片U1的第一电压输入端VIN1、第二电压输入端VIN2、使能端EN、电压输出正常或电压转换速率端PG_OR_SR进行供电),对VR芯片进行上电前短路保护测试。
其中在步骤第一电流值小于VR芯片能够正常运行时所能承受的最大输出电流值。
为保证短路测试过程顺利进行,本发明技术方案要求步骤S1必须要在步骤S2之前完成(即VR芯片的电源供电端VCC的工作时序要早于第一电压输入端VIN1以及第二电压输入端VIN2的工作时序)。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种VR芯片上电前短路保护测试装置,包括VR芯片以及芯片外部连接电路,其特征是,还包括:稳压模块,所述VR芯片的电源供电端VCC连接稳压模块的电压输出端,所述VR芯片的电源供电端VCC工作时序早于第一电压输入端VIN1以及第二电压输入端VIN2的工作时序。
2.根据权利要求1所述的VR芯片上电前短路保护测试装置,其特征是,所述稳压模块为直流稳压电源、开关电源或稳压芯片。
3.根据权利要求1或2所述的VR芯片上电前短路保护测试装置,其特征是,所述稳压模块工作电压设置为3.3V。
4.一种VR芯片上电前短路保护测试方法,是基于权利要求1-3任一所述的VR芯片上电前短路保护测试装置实现的,其特征是,包括:
S1,将稳压模块的电压输出端与VR芯片的电源供电端VCC相连,设定工作电压;
S2,待测板卡上电,对VR芯片进行上电前短路保护测试。
5.根据权利要求4所述的VR芯片上电前短路保护测试方法,其特征是,所述工作电压为3.3V。
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