CN113567840A - 电源动态响应的高精度检测方法及电路 - Google Patents

电源动态响应的高精度检测方法及电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电源动态响应的高精度检测方法及电路。其包括待测LDO电路以及测试电源电路;测试电源电路包括第一高精度低温漂功率电源、第二高精度低温漂功率电源以及高速功率开关S1;控制高速功率开关S1在导通状态与关断状态循环切换时,以能将第一测试电压、第二测试电压循环加载到待测LDO电路的电源端,根据所述待测LDO电路在第一测试电压、第二测试电压下相应的工作状态,以能确定所述待测LDO电路的电源动态响应。本发明能有效实现对LDO的电源动态响应测试,测试过程可控,提高测试的效率以及可靠性。

Description

电源动态响应的高精度检测方法及电路
技术领域
本发明涉及一种测试方法及电路,尤其是一种电源动态响应的高精度检测方法及电路。
背景技术
LDO(线性稳压器)是目前市场上应用规模极大的电源管理电路,其核心参数中有一项为电源动态响应。对于LDO的电源动态响应,一般需要通过测试方式得到。在LDO的电源动态响应测试过程中,需要在LDO的电源端加载相应的测试电压,利用测试电压的变化能测量LDO的电源动态响应。目前,现有的电源均无法有效满足LDO电源动态响应的测试需求,导致测试效率低、可靠性差等问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种电源动态响应的高精度检测方法及电路,其能有效实现对LDO的电源动态响应测试,测试过程可控,提高测试的效率以及可靠性。
按照本发明提供的技术方案,所述适用于LDO的电源动态响应测试方法,包括待测LDO电路以及能与待测LDO电路电源端适配连接的测试电源电路;所述测试电源电路包括第一高精度低温漂功率电源、第二高精度低温漂功率电源以及高速功率开关S1,第一高精度低温漂功率电源通过高速功率开关S1与待测LDO电路的电源端适配连接,第二高精度低温漂功率电源通过单向开关与待测LDO电路的电源端适配连接,第一高精度低温漂功率电源输出的电源电压大于第二高精度低温漂功率电源输出的电源电压;
高速功率开关S1导通时,第一高精度低温漂功率电源能向待测LDO电路的电源端加载第一测试电压;高速功率开关S1关断后,第二高精度低温漂功率电源通过单向开关能向待测LDO电路的电源端加载第二测试电压;
控制高速功率开关S1在导通状态与关断状态循环切换时,以能将第一测试电压、第二测试电压循环加载到待测LDO电路的电源端,根据所述待测LDO电路在第一测试电压、第二测试电压下相应的工作状态,以能确定所述待测LDO电路的电源动态响应。
所述高速功率开关S1的控制端与限流电阻R1的一端以及泄放回路电连接,限流电阻R1的另一端能接收PWM控制信号,通过PMW控制信号能控制高速功率开关S1处于导通状态或关断状态,高速功率开关S1由导通状态切换为关断状态时,通过泄放回路释放高速功率开关S1上电能的电荷。
所述单向开关与高速功率开关S1以及待测LDO电路电源端连接处能形成节点A,单向开关与第二高度精度低温漂功率电源的连接处形成节点B,高速功率开关S1的导通压降为VON1;单向开关的导通压降为VON2,且单向开关存在失调电压Voffset,且失调电压Voffset大于导通压降VON2
当VA≤VB-Voffset时,则单向开关导通,当VA大于VB-Voffset时,则单向开关处于关断状态,其中,VA为节点A的电压,VB为节点B的电压值。
所述单向开关包括电压比较器以及与所述电压比较器适配连接的失调电压电路与功率管电路,通过失调电压电路能设置得到失调电压Voffset
所述电压比较器包括PMOS管P1,PMOS管P1的源极端与PMOS管P2的源极端、PMOS管P3的源极端以及电源电压VDD连接;PMOS管P1的栅极端与PMOS管P2的栅极端、PMOS管P1的漏极端以及NMOS管N1的漏极端连接,PMOS管P2的漏极端与PMOS管P3的栅极端以及NMOS管N2的漏极端连接;
NMOS管N1的源极端、NMOS管N2的源极端与NMOS管N4的漏极端连接,NMOS管N2的栅极端、PMOS管P2的漏极端、PMOS管P3的栅极端以及NMOS管N4的漏极端与失调电压电路适配连接;PMOS管P3的漏极端与功率管电路内的反相器INV1的输入端以及NMOS管N5的漏极端连接,NMOS管N4的源极端以及NMOS管N5的源极端均接地;
所述功率管电路还包括功率NMOS管PowerN1以及与与所述功率NMOS管PowerN1栅极端连接的反相器INV2,反相器INV2的输出端与功率NMOS管PowerN1的栅极端连接,反相器INV2的输入端与反相器INV1的输出端连接;
功率NMOS管PowerN1的漏极端与NMOS管N2的栅极端以及失调电压电路适配连接后能形成单向开关上连接端C,功率NMOS管PowerN1的源极端与NMOS管N1的栅极端连接后能形成单向开关下连接端D,单向开关通过单向开关上连接端C能待测LDO电路的电源端以及高速功率开关S1连接后能形成节点A,单向开关通过单向开关下连接端D与第二高精度低温漂功率电源相互连接后能形成节点B。
所述失调电压电路包括失调电压NMOS管阵列以及与所述失调电压NMOS管阵列适配的失调电压反相器阵列;
失调电压NMOS管阵列包括若干并联分布的失调电压NMOS管,失调电压NMOS管的漏极端与PMOS管P2的漏极端、NMOS管N2的漏极端以及PMOS管P3的栅极端连接,失调电压NMOS管的源极端与NMOS管N3的漏极端连接,NMOS管N3的栅极端与NMOS管N2的栅极端连接,NMOS管N3的源极端与NMOS管N1的源极端、NMOS管N2的源极端以及NMOS管N4的漏极端连接;
失调电压反相器阵列包括若干失调电压功率管控制反相器,失调电压反相器阵列内失调电压功率管控制反相器的数量不少于失调电压NMOS管阵列内的失调电压NMOS管数量,失调电压NMOS管阵列内的失调电压NMOS管与失调电压反相器阵列内的失调电压功率管控制反相器呈一一对应连接,其中,一失调电压NMOS管的栅极端与相应失调电压功率管控制反相器的输出端连接,所述失调电压功率管控制反相器的输入端与反相器INV1的输出端以及反相器INV2的输入端连接。
所述NMOS管N1与NMOS管N2具有相同的尺寸,PMOS管P1与PMOS管P2具有相同的尺寸。
一种适用于LDO的电源动态响应测试电路,包括待测LDO电路以及能与待测LDO电路电源端适配连接的测试电源电路;其特征是:所述测试电源电路包括第一高精度低温漂功率电源、第二高精度低温漂功率电源以及高速功率开关S1,第一高精度低温漂功率电源通过高速功率开关S1与待测LDO电路的电源端适配连接,第二高精度低温漂功率电源通过单向开关与待测LDO电路的电源端适配连接,第一高精度低温漂功率电源输出的电源电压大于第二高精度低温漂功率电源输出的电源电压;
高速功率开关S1导通时,第一高精度低温漂功率电源能向待测LDO电路的电源端加载第一测试电压;高速功率开关S1关断后,第二高精度低温漂功率电源通过单向开关能向待测LDO电路的电源端加载第二测试电压;
控制高速功率开关S1在导通状态与关断状态循环切换时,以能将第一测试电压、第二测试电压循环加载到待测LDO电路的电源端,根据所述待测LDO电路在第一测试电压、第二测试电压下相应的工作状态,以能确定所述待测LDO电路(1)的电源动态响应。
所述高速功率开关S1的控制端与限流电阻R1的一端以及泄放回路电连接,限流电阻R1的另一端能接收PWM控制信号,通过PMW控制信号能控制高速功率开关S1处于导通状态或关断状态,高速功率开关S1由导通状态切换为关断状态时,通过泄放回路释放高速功率开关S1上电能的电荷。
所述单向开关与高速功率开关S1以及待测LDO电路电源端连接处能形成节点A,单向开关与第二高度精度低温漂功率电源的连接处形成节点B,高速功率开关S1的导通压降为VON1;单向开关的导通压降为VON2,且单向开关存在失调电压Voffset,且失调电压Voffset大于导通压降VON2
当VA≤VB-Voffset时,则单向开关导通,当VA大于VB-Voffset时,则单向开关处于关断状态,其中,VA为节点A的电压,VB为节点B的电压值。
所述单向开关包括电压比较器以及与所述电压比较器适配连接的失调电压电路与功率管电路,通过失调电压电路能得到失调电压Voffset
所述电压比较器包括PMOS管P1,PMOS管P1的源极端与PMOS管P2的源极端、PMOS管P3的源极端以及电源电压VDD连接;PMOS管P1的栅极端与PMOS管P2的栅极端、PMOS管P1的漏极端以及NMOS管N1的漏极端连接,PMOS管P2的漏极端与PMOS管P3的栅极端以及NMOS管N2的漏极端连接;
NMOS管N1的源极端、NMOS管N2的源极端与NMOS管N4的漏极端连接,NMOS管N2的栅极端、PMOS管P2的漏极端、PMOS管P3的栅极端以及NMOS管N4的漏极端与失调电压电路适配连接;PMOS管P3的漏极端与功率管电路内的反相器INV1的输入端以及NMOS管N5的漏极端连接,NMOS管N4的源极端以及NMOS管N5的源极端均接地;
所述功率管电路还包括功率NMOS管PowerN1以及与与所述功率NMOS管PowerN1栅极端连接的反相器INV2,反相器INV2的输出端与功率NMOS管PowerN1的栅极端连接,反相器INV2的输入端与反相器INV1的输出端连接;
功率NMOS管PowerN1的漏极端与NMOS管N2的栅极端以及失调电压电路适配连接后能形成单向开关上连接端C,功率NMOS管PowerN1的源极端与NMOS管N1的栅极端连接后能形成单向开关下连接端D,单向开关通过单向开关上连接端C能待测LDO电路的电源端以及高速功率开关S1连接后能形成节点A,单向开关通过单向开关下连接端D与第二高精度低温漂功率电源相互连接后能形成节点B。
本发明的优点:高速功率开关S1导通时,第一高精度低温漂功率电源能向待测LDO电路的电源端加载第一测试电压;高速功率开关S1关断后,第二高精度低温漂功率电源通过单向开关能向待测LDO电路的电源端加载第二测试电压;
控制高速功率开关S1在导通状态与关断状态循环切换时,以能将第一测试电压、第二测试电压循环加载到待测LDO电路的电源端,根据所述待测LDO电路在第一测试电压、第二测试电压下相应的工作状态,以能确定所述待测LDO电路的电源动态响应,即能有效实现对LDO的电源动态响应测试,测试过程可控,提高测试的效率以及可靠性。
附图说明
图1为本发明的框图。
图2为本发明单向开关的电路原理图。
图3为本发明节点A的电压波形图。
附图标记说明:1-待测LDO电路、2-第一高精度低温漂功率电源、3-第二高精度低温漂功率电源、4-单向开关、5-泄放回路。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示:为了能有效实现对LDO的电源动态响应测试,测试过程可,提高测试的效率以及可靠性,本发明的测试方法包括待测LDO电路1以及能与待测LDO电路1电源端适配连接的测试电源电路;所述测试电源电路包括第一高精度低温漂功率电源2、第二高精度低温漂功率电源3以及高速功率开关S1,第一高精度低温漂功率电源2通过高速功率开关S1与待测LDO电路1的电源端适配连接,第二高精度低温漂功率电源3通过单向开关4与待测LDO电路1的电源端适配连接,第一高精度低温漂功率电源2输出的电源电压大于第二高精度低温漂功率电源3输出的电源电压;
高速功率开关S1导通时,第一高精度低温漂功率电源2能向待测LDO电路1的电源端加载第一测试电压;高速功率开关S1关断后,第二高精度低温漂功率电源3通过单向开关4能向待测LDO电路1的电源端加载第二测试电压;
控制高速功率开关S1在导通状态与关断状态循环切换时,以能将第一测试电压、第二测试电压循环加载到待测LDO电路1的电源端,根据所述待测LDO电路1在第一测试电压、第二测试电压下相应的工作状态,以能确定所述待测LDO电路1的电源动态响应。
具体地,待测LDO电路1具体可以为现有的电路形式,具体待测LDO电路1的具体情况为本技术领域人员所熟知,此处不再赘述。通过测试电源电路与待测LDO电路1的电源端连接,即利用测试电源电路能提供待测LDO电路1进行电源动态响应的测试,利用电源动态响应测试获取待测LDO电路1的电源动态响应的原理及方式均与现有相一致,具体为本技术领域人员所熟知,此处不再赘述。
为了能满足待测LDO电路1的电源动态响应的测试需求,本发明实施例中,测试电源电路包括第一高精度低温漂功率电源2、第二高精度低温漂功率电源3以及高速功率开关S1,其中,第一高精度低温漂功率电源2以及第二高精度低温漂功率电源3均可以采用现有常用的低温漂功率电源的形式,所采用低温漂功率电源的形式可根据实际需要选择,此处不再赘述。对于第一高精度低温漂功率电源2与第二高精度低温漂功率电源3而言,第一高精度低温漂功率电源2输出的电源电压大于第二高精度低温漂功率电源3的电源电压,利用第一高精度低温漂功率电源2以及第二高精度低温漂功率电源3时,能提高对待测LDO电路1的电源动态响应的精度与可靠性。
第一高精度低温漂功率电源2通过高速功率开关S1与待测LDO电路1的电源端连接,第二高精度低温漂功率电源3通过单向开关4与待测LDO电路1连接,单向开关4与高速功率开关S1的一端连接,高速功率开关S1可以采用现有常用的功率开关形式,如采用MOS管等,高速功率开关S1能实现高速的导通与关断,以能满足对待测LDO电路1的电源动态响应的测试需要,高速功率开关S1的具体情况可以根据需要选择,此处不再赘述。
具体实施时,当高速功率开关S1导通时,第一高精度低温漂功率电源2通过高速功率开关S1能与待测LDO电路1的电源端连接,即能向待测LDO电路1的电源端加载第一测试电压。由于高速功率开关S1上存在压降,第一测试电压小于第一高精度低温漂功率电源2输出的电源电压。而在高速功率开关S1断开时,第二高精度低温漂功率电源3通过单向开关4才能向待测LDO电路1的电源端加载第二测试电压,单向开关4采用压控的形式,利用单向开关4上的电压情况能控制单向开关4的导通状态,由于第一高精度低温漂功率电源2输出电源电压与第二高精度低温漂功率电源3输出电源电压的大小,从而在高速功率开关S1关断的情况下,单向开关4才能导通,即能有效控制第一测试电压、第二测试电压加载到待测LDO电路1电源端,提高测试过程的可控性与可靠性。具体实施时,单向开关4,具体是指只允许第二高精度低温漂功率电源3通过单向开关4能输出第二测试电压,而第一测试电压无法通过单向开关4作用到第二高精度低温漂功率电源3上,提高第二高精度低温漂功率电源3工作中的可靠性。
本发明实施例中,控制高速功率开关S1在导通状态与关断状态循环切换时,以能将第一测试电压、第二测试电压循环加载到待测LDO电路1的电源端,根据所述待测LDO电路1在第一测试电压、第二测试电压下相应的工作状态,以能确定所述待测LDO电路1的电源动态响应。
由上述说明可知,第一测试电压、第二测试电压不同时加载到待测LDO电路1的电源端,而在第一测试电压、第二测试电压下通过现有常用的测试设备能测量或确定待测LDO电路1的电源动态响应,具体得到待测LDO电路1的电源动态响应,利用现有测试确定待测LDO电路1的电源动态响应的过程为本技术领域人员所熟知,此处不再赘述。
进一步地,所述高速功率开关S1的控制端与限流电阻R1的一端以及泄放回路5电连接,限流电阻R1的另一端能接收PWM控制信号,通过PMW控制信号能控制高速功率开关S1处于导通状态或关断状态,高速功率开关S1由导通状态切换为关断状态时,通过泄放回路5释放高速功率开关S1上电能的电荷。
本发明实施例中,高速功率开关S1的导通与关断状态,一般需要由外部的PWM信号源控制,PWM信号源所产生的PWM控制信号通过限流电阻R1加载到高速功率开关S1的控制端,通过限流电阻R1能限流,但不影响PWM控制信号对高速功率开关S1导通状态与关断状态的控制。当高速功率开关S1由导通状态切换为关断状态时,通过泄放回路5能释放电荷,从而能保护高速功率开关S1的控制端以及外部PWM信号源,也能提高高速功率开S1导通状态与关断状态的切换速度。泄放回路5可以采用现有常用的泄放电路形式,具体可以根据实际需要选择,具体为本技术领域人员所熟知,此处不再赘述。
进一步地,所述单向开关4与高速功率开关S1以及待测LDO电路1电源端连接处能形成节点A,单向开关4与第二高度精度低温漂功率电源3的连接处形成节点B,高速功率开关S1的导通压降为VON1;单向开关4的导通压降为VON2,且单向开关4存在失调电压Voffset,且失调电压Voffset大于导通压降VON2
当VA≤VB-Voffset时,则单向开关4导通,当VA大于VB-Voffset时,则单向开关4处于关断状态,其中,VA为节点A的电压,VB为节点B的电压值。
本发明实施例中,单向开关4的导通状态受节点A与节点B之间的电压大小控制,具体地,当VA≤VB-Voffset时,则单向开关4导通,当VA大于VB-Voffset时,则单向开关4处于关断状态,其中,VA为节点A的电压,VB为节点B的电压值。
具体实施时,当PWM控制信号使得高速功率开关S1导通后,第一高精度低温漂功率电源2的电源电压通过高速功率开关S1能达到节点A,此时,节点A点的电压为第一高精度低温漂功率电源2的电源电压减去高速功率开关S1的导通压降VON1,即能得到第一测试电压。由于VA>>VB-Voffset;单向开关4断开。
当PWM控制信号使得高速功率开关S1关断时,泄放回路5启动,一方面泄放高速功率开关S1的电荷,能加速高速功率开关S1的断开速度。当高速功率开关S1上的电荷释放掉后,泄放回路5关闭。
节点A的电压由于给待测LDO电路1供电,而高速功率开关S1断开,因此,节点A的电压会迅速下降;当节点A的电压VA下降到VB-Voffset的时候,触发单向开关4闭合,第二高精度低温漂功率电源3开始通过通过单向开关4给节点A点供电;由第二高精度低温漂功率电源3在节点A得到第二测试电压时,所述第二测试电压的为VB-VON2
当PWM控制信号使得高速功率开关S1由关断状态再次导通时,由于第一高精度低温漂功率电源2输出的电源电压较大,节点A的电压开始上升,上升约等于到节点B的电压VB时,单向开关4断开。而当高速功率开关S1再次由导通切换为关断状态,具体过程可以参考上述说明,此处不再赘述。
由上述说明,根据PWM控制信号控制高速功率开关S1在导通状态与关断状态切换时,能在待测LDO电路1的电源端得到第一测试电压或第二测试电压。具体实施时,通过设定限流电阻R1、泄放回路5的泄放能力、失调电压Voffset,可以调节高速功率开关S1和单向开关4的开启速度,可以改变待测LDO电路1电源端加载第一测试电压、第二测试电压的切换速度,进一步满足对待测LDO电路1的电源动态响应的测试需求。
如图3所示,为节点A的电压波形,由图3以及上述说明可知,能在待测LDO电路1的电源端得到近似方波的测试电压变化,节点A的电压,具体可以根据不同待测LDO电路1的情况选择,以能满足具体测试要求为准,从而能提高测试的适应性。
如图2所示,为本发明单向开关4的一种具体实施电路原理图,具体地,所述单向开关4包括电压比较器以及与所述电压比较器适配连接的失调电压电路与功率管电路,通过失调电压电路能设置得到失调电压Voffset
所述电压比较器包括PMOS管P1,PMOS管P1的源极端与PMOS管P2的源极端、PMOS管P3的源极端以及电源电压VDD连接;PMOS管P1的栅极端与PMOS管P2的栅极端、PMOS管P1的漏极端以及NMOS管N1的漏极端连接,PMOS管P2的漏极端与PMOS管P3的栅极端以及NMOS管N2的漏极端连接;
NMOS管N1的源极端、NMOS管N2的源极端与NMOS管N4的漏极端连接,NMOS管N2的栅极端、PMOS管P2的漏极端、PMOS管P3的栅极端以及NMOS管N4的漏极端与失调电压电路适配连接;PMOS管P3的漏极端与功率管电路内的反相器INV1的输入端以及NMOS管N5的漏极端连接,NMOS管N4的源极端以及NMOS管N5的源极端均接地;
所述功率管电路还包括功率NMOS管PowerN1以及与与所述功率NMOS管PowerN1栅极端连接的反相器INV2,反相器INV2的输出端与功率NMOS管PowerN1的栅极端连接,反相器INV2的输入端与反相器INV1的输出端连接;
功率NMOS管PowerN1的漏极端与NMOS管N2的栅极端以及失调电压电路适配连接后能形成单向开关上连接端C,功率NMOS管PowerN1的源极端与NMOS管N1的栅极端连接后能形成单向开关下连接端D,单向开关4通过单向开关上连接端C能待测LDO电路1的电源端以及高速功率开关S1连接后能形成节点A,单向开关4通过单向开关下连接端D与第二高精度低温漂功率电源3相互连接后能形成节点B。
本发明实施例中,通过电压比较器能实现电压比较,通过失调电压电路能设置得到失调电压Voffset;所述NMOS管N1与NMOS管N2具有相同的尺寸,PMOS管P1与PMOS管P2具有相同的尺寸,即NMOS管N1与NMOS管N2具有相同的长宽比等器件尺寸,PMOS管P1与PMOS管P2也采用相同的尺寸。通过电压比较器进行电压比较后,能控制功率NMOS管PowerN1的导通或关断,最终实现压控方式下单向开关4的导通状态或关闭状态。
进一步地,所述失调电压电路包括失调电压NMOS管阵列以及与所述失调电压NMOS管阵列适配的失调电压反相器阵列;
失调电压NMOS管阵列包括若干并联分布的失调电压NMOS管,失调电压NMOS管的漏极端与PMOS管P2的漏极端、NMOS管N2的漏极端以及PMOS管P3的栅极端连接,失调电压NMOS管的源极端与NMOS管N3的漏极端连接,NMOS管N3的栅极端与NMOS管N2的栅极端连接,NMOS管N3的源极端与NMOS管N1的源极端、NMOS管N2的源极端以及NMOS管N4的漏极端连接;
失调电压反相器阵列包括若干失调电压功率管控制反相器,失调电压反相器阵列内失调电压功率管控制反相器的数量不少于失调电压NMOS管阵列内的失调电压NMOS管数量,失调电压NMOS管阵列内的失调电压NMOS管与失调电压反相器阵列内的失调电压功率管控制反相器呈一一对应连接,其中,一失调电压NMOS管的栅极端与相应失调电压功率管控制反相器的输出端连接,所述失调电压功率管控制反相器的输入端与反相器INV1的输出端以及反相器INV2的输入端连接。
本发明实施例中,失调电压NMOS管阵列内失调电压NMOS管的数量可以根据实际需要选择,图2中,示出了由n个NMOS管并联构成的失调电压NMOS管阵列,n个NMOS管的栅极端相对应的栅极控制信号分别为K1~Kn,n为大于等于1的正整数;失调电压NMOS管采用相同连接方式。
具体实施时,通过失调电压反相器阵列能得到n个栅极控制信号,即在反相器INV1的输出端与反相器INV2的输入端之间至少连接n个并联的失调电压功率管控制反相器,图2中输出了n个失调电压功率管控制反相器,失调电压功率管控制反相器的输出端与n个失调电压NMOS管的栅极端一一对应连接。具体地,利用失调电压NMOS管阵列以及失调电压反相器阵列,能构成了具有自我电压检测。
本发明实施例中,利用失调电压NMOS管阵列以及失调电压反相器阵列形成的失调电压电路,能够设置失调电压Voffset具体的电压值。对于单向开关4,当不存在失调电压电路时,则单向开关4的失调电压Voffset为0,随着n的增大,失调电压Voffset也会越来越大,配置n的大小,即可设置失调电压Voffset的大小,也就能调节节点A的电压变化。当节点A从低往上升高时,失调电压NMOS管阵列内所有的失调电压NMOS管都处于关闭状态,不起作用,因此,单向开关4关断条件则是节点A处的电压从低点(即VA≤VB-Voffset)上升时,VA≈VB,即根据节点A与节点B间的电压关系,能自动实现单向开关4的导通状态或关断状态,不会影响通过节点A向待测LDO电路1电源端加载第一测试电压或第二测试电压,更不会影响第二高精度低温漂功率电源3的工作状态,能确保第二高精度低温漂功率电源3在测试过程中的可靠性。
综上,可得适用于LDO的电源动态响应测试电路,包括待测LDO电路1以及能与待测LDO电路1电源端适配连接的测试电源电路;所述测试电源电路包括第一高精度低温漂功率电源2、第二高精度低温漂功率电源3以及高速功率开关S1,第一高精度低温漂功率电源2通过高速功率开关S1与待测LDO电路1的电源端适配连接,第二高精度低温漂功率电源3通过单向开关4与待测LDO电路1的电源端适配连接,第一高精度低温漂功率电源2输出的电源电压大于第二高精度低温漂功率电源3输出的电源电压;
高速功率开关S1导通时,第一高精度低温漂功率电源2能向待测LDO电路1的电源端加载第一测试电压;高速功率开关S1关断后,第二高精度低温漂功率电源3通过单向开关4能向待测LDO电路1的电源端加载第二测试电压;
控制高速功率开关S1在导通状态与关断状态循环切换时,以能将第一测试电压、第二测试电压循环加载到待测LDO电路1的电源端,根据所述待测LDO电路1在第一测试电压、第二测试电压下相应的工作状态,以能确定所述待测LDO电路1的电源动态响应。
本发明实施例中,上述待测电路1与第一高精度低温漂功率电源2、第二高精度低温漂功率电源3、单向开关4以及高速功率开关S1配合实现电源动态响应测试的方法均可参考上述说明,此处不再赘述。

Claims (10)

1.一种电源动态响应的高精度检测方法,包括待测LDO电路(1)以及能与待测LDO电路(1)电源端适配连接的测试电源电路;其特征是:所述测试电源电路包括第一高精度低温漂功率电源(2)、第二高精度低温漂功率电源(3)以及高速功率开关S1,第一高精度低温漂功率电源(2)通过高速功率开关S1与待测LDO电路(1)的电源端适配连接,第二高精度低温漂功率电源(3)通过单向开关(4)与待测LDO电路(1)的电源端适配连接,第一高精度低温漂功率电源(2)输出的电源电压大于第二高精度低温漂功率电源(3)输出的电源电压;
高速功率开关S1导通时,第一高精度低温漂功率电源(2)能向待测LDO电路(1)的电源端加载第一测试电压;高速功率开关S1关断后,第二高精度低温漂功率电源(3)通过单向开关(4)能向待测LDO电路(1)的电源端加载第二测试电压;
控制高速功率开关S1在导通状态与关断状态循环切换时,以能将第一测试电压、第二测试电压循环加载到待测LDO电路(1)的电源端,根据所述待测LDO电路(1)在第一测试电压、第二测试电压下相应的工作状态,以能确定所述待测LDO电路(1)的电源动态响应。
2.根据权利要求1所述电源动态响应的高精度检测方法,其特征是:所述高速功率开关S1的控制端与限流电阻R1的一端以及泄放回路(5)电连接,限流电阻R1的另一端能接收PWM控制信号,通过PMW控制信号能控制高速功率开关S1处于导通状态或关断状态,高速功率开关S1由导通状态切换为关断状态时,通过泄放回路(5)释放高速功率开关S1上电能的电荷。
3.根据权利要求1或2所述电源动态响应的高精度检测方法,其特征是:所述单向开关(4)与高速功率开关S1以及待测LDO电路(1)电源端连接处能形成节点A,单向开关(4)与第二高度精度低温漂功率电源(3)的连接处形成节点B,高速功率开关S1的导通压降为VON1;单向开关(4)的导通压降为VON2,且单向开关(4)存在失调电压Voffset,且失调电压Voffset大于导通压降VON2
当VA≤VB-Voffset时,则单向开关(4)导通,当VA大于VB-Voffset时,则单向开关(4)处于关断状态,其中,VA为节点A的电压,VB为节点B的电压值。
4.根据权利要求3所述电源动态响应的高精度检测方法,其特征是:所述单向开关(4)包括电压比较器以及与所述电压比较器适配连接的失调电压电路与功率管电路,通过失调电压电路能设置得到失调电压Voffset
所述电压比较器包括PMOS管P1,PMOS管P1的源极端与PMOS管P2的源极端、PMOS管P3的源极端以及电源电压VDD连接;PMOS管P1的栅极端与PMOS管P2的栅极端、PMOS管P1的漏极端以及NMOS管N1的漏极端连接,PMOS管P2的漏极端与PMOS管P3的栅极端以及NMOS管N2的漏极端连接;
NMOS管N1的源极端、NMOS管N2的源极端与NMOS管N4的漏极端连接,NMOS管N2的栅极端、PMOS管P2的漏极端、PMOS管P3的栅极端以及NMOS管N4的漏极端与失调电压电路适配连接;PMOS管P3的漏极端与功率管电路内的反相器INV1的输入端以及NMOS管N5的漏极端连接,NMOS管N4的源极端以及NMOS管N5的源极端均接地;
所述功率管电路还包括功率NMOS管PowerN1以及与与所述功率NMOS管PowerN1栅极端连接的反相器INV2,反相器INV2的输出端与功率NMOS管PowerN1的栅极端连接,反相器INV2的输入端与反相器INV1的输出端连接;
功率NMOS管PowerN1的漏极端与NMOS管N2的栅极端以及失调电压电路适配连接后能形成单向开关上连接端C,功率NMOS管PowerN1的源极端与NMOS管N1的栅极端连接后能形成单向开关下连接端D,单向开关(4)通过单向开关上连接端C能待测LDO电路(1)的电源端以及高速功率开关S1连接后能形成节点A,单向开关(4)通过单向开关下连接端D与第二高精度低温漂功率电源(3)相互连接后能形成节点B。
5.根据权利要求4所述电源动态响应的高精度检测方法,其特征是:所述失调电压电路包括失调电压NMOS管阵列以及与所述失调电压NMOS管阵列适配的失调电压反相器阵列;
失调电压NMOS管阵列包括若干并联分布的失调电压NMOS管,失调电压NMOS管的漏极端与PMOS管P2的漏极端、NMOS管N2的漏极端以及PMOS管P3的栅极端连接,失调电压NMOS管的源极端与NMOS管N3的漏极端连接,NMOS管N3的栅极端与NMOS管N2的栅极端连接,NMOS管N3的源极端与NMOS管N1的源极端、NMOS管N2的源极端以及NMOS管N4的漏极端连接;
失调电压反相器阵列包括若干失调电压功率管控制反相器,失调电压反相器阵列内失调电压功率管控制反相器的数量不少于失调电压NMOS管阵列内的失调电压NMOS管数量,失调电压NMOS管阵列内的失调电压NMOS管与失调电压反相器阵列内的失调电压功率管控制反相器呈一一对应连接,其中,一失调电压NMOS管的栅极端与相应失调电压功率管控制反相器的输出端连接,所述失调电压功率管控制反相器的输入端与反相器INV1的输出端以及反相器INV2的输入端连接。
6.根据权利要求4所述电源动态响应的高精度检测方法,其特征是:所述NMOS管N1与NMOS管N2具有相同的尺寸,PMOS管P1与PMOS管P2具有相同的尺寸。
7.一种电源动态响应的高精度检测电路,包括待测LDO电路(1)以及能与待测LDO电路(1)电源端适配连接的测试电源电路;其特征是:所述测试电源电路包括第一高精度低温漂功率电源(2)、第二高精度低温漂功率电源(3)以及高速功率开关S1,第一高精度低温漂功率电源(2)通过高速功率开关S1与待测LDO电路(1)的电源端适配连接,第二高精度低温漂功率电源(3)通过单向开关(4)与待测LDO电路(1)的电源端适配连接,第一高精度低温漂功率电源(2)输出的电源电压大于第二高精度低温漂功率电源(3)输出的电源电压;
高速功率开关S1导通时,第一高精度低温漂功率电源(2)能向待测LDO电路(1)的电源端加载第一测试电压;高速功率开关S1关断后,第二高精度低温漂功率电源(3)通过单向开关(4)能向待测LDO电路(1)的电源端加载第二测试电压;
控制高速功率开关S1在导通状态与关断状态循环切换时,以能将第一测试电压、第二测试电压循环加载到待测LDO电路(1)的电源端,根据所述待测LDO电路(1)在第一测试电压、第二测试电压下相应的工作状态,以能确定所述待测LDO电路(1)的电源动态响应。
8.根据权利要求7所述电源动态响应的高精度检测电路,其特征是:所述高速功率开关S1的控制端与限流电阻R1的一端以及泄放回路(5)电连接,限流电阻R1的另一端能接收PWM控制信号,通过PMW控制信号能控制高速功率开关S1处于导通状态或关断状态,高速功率开关S1由导通状态切换为关断状态时,通过泄放回路(5)释放高速功率开关S1上电能的电荷。
9.根据权利要求7所述电源动态响应的高精度检测电路,其特征是:所述单向开关(4)与高速功率开关S1以及待测LDO电路(1)电源端连接处能形成节点A,单向开关(4)与第二高度精度低温漂功率电源(3)的连接处形成节点B,高速功率开关S1的导通压降为VON1;单向开关(4)的导通压降为VON2,且单向开关(4)存在失调电压Voffset,且失调电压Voffset大于导通压降VON2
当VA≤VB-Voffset时,则单向开关(4)导通,当VA大于VB-Voffset时,则单向开关(4)处于关断状态,其中,VA为节点A的电压,VB为节点B的电压值。
10.根据权利要求7所述电源动态响应的高精度检测电路,其特征是:所述单向开关(4)包括电压比较器以及与所述电压比较器适配连接的失调电压电路与功率管电路,通过失调电压电路能得到失调电压Voffset
所述电压比较器包括PMOS管P1,PMOS管P1的源极端与PMOS管P2的源极端、PMOS管P3的源极端以及电源电压VDD连接;PMOS管P1的栅极端与PMOS管P2的栅极端、PMOS管P1的漏极端以及NMOS管N1的漏极端连接,PMOS管P2的漏极端与PMOS管P3的栅极端以及NMOS管N2的漏极端连接;
NMOS管N1的源极端、NMOS管N2的源极端与NMOS管N4的漏极端连接,NMOS管N2的栅极端、PMOS管P2的漏极端、PMOS管P3的栅极端以及NMOS管N4的漏极端与失调电压电路适配连接;PMOS管P3的漏极端与功率管电路内的反相器INV1的输入端以及NMOS管N5的漏极端连接,NMOS管N4的源极端以及NMOS管N5的源极端均接地;
所述功率管电路还包括功率NMOS管PowerN1以及与与所述功率NMOS管PowerN1栅极端连接的反相器INV2,反相器INV2的输出端与功率NMOS管PowerN1的栅极端连接,反相器INV2的输入端与反相器INV1的输出端连接;
功率NMOS管PowerN1的漏极端与NMOS管N2的栅极端以及失调电压电路适配连接后能形成单向开关上连接端C,功率NMOS管PowerN1的源极端与NMOS管N1的栅极端连接后能形成单向开关下连接端D,单向开关(4)通过单向开关上连接端C能待测LDO电路(1)的电源端以及高速功率开关S1连接后能形成节点A,单向开关(4)通过单向开关下连接端D与第二高精度低温漂功率电源(3)相互连接后能形成节点B。
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