CN115033043A

CN115033043A - 低压差线性稳压器的测试装置

Info

Publication number: CN115033043A
Application number: CN202110235868.XA
Authority: CN
Inventors: 王旭巍
Original assignee: SG Micro Beijing Co Ltd
Current assignee: SG Micro Beijing Co Ltd
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2022-09-09

Abstract

本申请公开了一种低压差线性稳压器的测试装置，包括：输入电容、直流信号源、交流信号源、第一电阻、第一电容以及驱动模块。其中，直流信号源用于控制驱动模块保持开启，以将测试输入信号提供至低压差线性稳压器的电压输入端。本发明实施例的测试装置的驱动模块的驱动能力非常强，因此可以驱动输入电容而使得信号不失真，解决了输入电压瞬态响应测试中的信号失真的问题，有利于提高系统的稳定性。

Description

低压差线性稳压器的测试装置

技术领域

本发明涉及线性调整器技术领域，更具体地，涉及一种低压差线性稳压器的测试装置。

背景技术

低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)是将不稳定的输入电压转换为可调节的直流输出电压，以便于作为其它系统的供电电源。由于线性稳压器具有结构简单、静态功耗小、输出电压纹波小等特点，因此线性稳压器常被用于移动消费类电子设备芯片的片内电源管理。

LDO作为一个完整的功能模块，在设计时必须考虑一些性能指标，只有满足相应指标的设计，才能够最终应用到系统和产品中，LDO的性能指标主要有：输入/输出压差、驱动负载能力、静态电流、电源抑制比、效率、启动时间、输入电压瞬态响应等。在量产过程中，LDO的实际性能指标与标称值往往会有一定的偏差，造成理论值与实际值的不一致，这种不一致会增大系统或产品的不一致性，故LDO的测试对提高整个电路系统的一致性和稳定性具有非常重要的作用。

输入电压瞬态响应(Line Transient)是指输入电压阶跃变化时输出电压的变化，它是LDO测试中非常重要的一个项目，常常用它来衡量环路的稳定性。

图1示出了传统的LDO的输入电压瞬态响应测试的结构示意图。如图1所示，传统的测试装置100包括交流信号发生器110、直流信号发生器120以及功率模块130。其中功率模块130例如通过NMOS晶体管实现，NMOS晶体管的栅极由交流信号发生器110驱动，NMOS晶体管的漏极接直流信号发生器120，NMOS晶体管的源极通过一个电阻接地，这个电阻两端就是我们所需要的测试信号。但是在传统的测试装置中，由于测试信号存在阶跃变化，所以被测LDO的输入端的大电容会使得测试信号严重失真，而没有输入电容的话，当负载电流比较大的时候，输出电压又会发生震荡，继而影响到测试信号，同样会使得测试信号发生失真。此外，随着LDO的性能的提高，对负载瞬态响应的测试装置的要求也越来越高，并且同一款产品往往有着不同的测试条件，对测试装置的系统稳定性的要求也越来越大，因此，传统的测试装置已经无法适应于现有的LDO测试的要求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种低压差线性稳压器的测试装置，解决了在输入电压瞬态响应测试过程中的信号失真问题。

根据本发明实施例，提供了一种低压差线性稳压器的测试装置，所述低压差线性稳压器包括电压输入端、电压输出端，其中，所述测试装置包括：输入电容，连接于所述低压差线性稳压器的电压输入端；交流信号源，用于提供一交流信号；直流信号源，用于提供一直流信号；第一电阻和第一电容，耦合于所述直流信号源的输出端和所述交流信号源的输出端之间，以使得所述交流信号和所述直流信号叠加以得到测试输入信号；以及驱动模块，包括输入端、输出端以及控制端，所述驱动模块的输入端接收所述测试输入信号，所述驱动模块的控制端与所述第一电阻和所述第一电容的中间节点耦合，所述驱动模块的输出端与所述低压差线性稳压器的电压输入端耦合，其中，所述直流信号源用于控制所述驱动模块保持开启，以将所述测试输入信号提供至所述低压差线性稳压器的电压输入端。

可选的，所述测试装置还包括：第二电容，连接于所述直流信号源的输出端和地之间。

可选的，所述驱动模块包括：并联的多个功率管，所述多个功率管的第一端与所述驱动模块的输入端连接，第二端与所述驱动模块的输出端连接，控制端与所述驱动模块的控制端连接。

可选的，所述交流信号选自方波信号或脉冲信号。

可选的，所述功率管选自N型的金属氧化物半导体场效应晶体管。

可选的，所述测试装置还包括：连接于所述低压差线性稳压器的电压输出端与参考地之间的负载；以及连接于所述低压差线性稳压器的电压输出端与参考地之间的输出电容。

本发明实施例的低压差线性稳压器的测试装置中的驱动模块的驱动能力非常强，因此可以驱动输入电容而使得信号不失真，解决了输入电压瞬态响应测试中的信号失真的问题，有利于提高系统的稳定性。此外，本发明实施例的测试装置可以提供不同的测试条件，适用于更高性能的低压差线性稳压器的测试。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了传统的LDO的输入电压瞬态响应测试的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的低压差线性稳压器的测试装置的电路示意图；

图3示出了本发明实施例的低压差线性稳压器的测试装置在测试过程中测试输入信号和输出信号的电压示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

在本申请中，MOSFET包括第一端、第二端和控制端，在MOSFET的导通状态，电流从第一端流至第二端。P型MOSFET的第一端、第二端和控制端分别为源极、漏极和栅极，N型MOSFET的第一端、第二端和控制端分别为漏极、源极和栅极。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图2示出了根据本发明实施例的低压差线性稳压器的测试装置的电路示意图。如图2所示，所述测试装置200包括交流信号源210、驱动模块220、直流信号源DC、电阻R1、电容C1、电容C2、输入电容Cin、输出电容Cout和负载RL。

其中，输入电容Cin和输出电容Cout分别连接于低压差线性稳压器300的电压输入端和电压输出端与地之间，负载RL连接于低压差线性稳压器300的电压输出端与地之间。交流信号源210用于提供一交流信号，直流信号源DC用于提供一直流信号，电阻R1和电容C1耦合于直流信号源DC的输出端和交流信号源210的输出端之间。交流信号通过电容C1耦合以与直流信号在电阻R1的第一端叠加，从而得到所需要的测试输入信号。进一步的，交流信号例如为方波信号或者脉冲信号，可以通过调节直流信号和交流信号的幅值来得到所需要的测试输入信号。

驱动模块220包括输入端、输出端和控制端，输入端与直流信号源DC和电阻R1的中间节点连接，以接收所述测试输入信号，控制端与电阻R1和电容C1的中间节点连接，输出端与低压差线性稳压器300的电压输入端连接。直流信号源DC通过电阻R1与驱动模块220的控制端连接，以控制驱动模块220始终保持开启状态，以将测试输入信号提供至低压差线性稳压器的电压输入端。

进一步的，电容C2为直流偏置的旁路电容，连接于直流信号源DC的输出端和地之间。

进一步的，驱动模块220包括并联的多个功率管Q1-Q3，多个功率管Q1-Q3的第一端作为驱动模块220的输入端与电阻R1的第一端连接，多个功率管Q1-Q3的第二端作为驱动模块220的输出端与低压差线性稳压器的电压输入端连接，多个功率管Q1-Q3的控制端作为驱动模块220的控制端与电阻R1和电容C1的中间节点连接。

示例的，多个功率管Q1-Q3例如选自N型MOSFET，由于采用多个功率管并联的方式，相当于多个功率管的Rdson并联，在负载电流比较大的时候可以有效减小每个功率管的发热量。此外，由于N型MOSFET的沟道电流非常大，因此本实施例的驱动模块的驱动能力非常强，从而可以驱动输入电容Cin而不会使得输入信号发生失真。

图3示出了本发明实施例的低压差线性稳压器的测试装置在测试过程中测试输入信号和输出信号的电压示意图。其中，图3中的虚线表示低压差线性稳压器的电压输入端的测试输入信号Vin的波形图，实线表示低压差线性稳压器的电压输出端的输出电压Vout的波形图。图3中的测试条件为输入电容Cin和输出电容Cout等于10uF，测试输入信号Vin的上升时间为1us，负载电流为1A，如图3所示，在输入电容如此大，输入信号变化如此快的条件下，测试输入信号Vin的波形几乎没有失真，所以本发明的测试装置可以解决输入电压瞬态响应测试中的信号失真的问题，提高系统的稳定性，适用于更高性能的低压差线性稳压器的测试。

综上所述，本发明实施例的低压差线性稳压器的测试装置包括：连接于低压差线性稳压器的电压输入端的输入电容；交流信号源和直流信号源，分别用于提供一交流信号和直流信号；第一电阻和第一电容，耦合于直流信号源的输出端和交流信号源的输出端之间，以使得交流信号和直流信号叠加以得到测试输入信号；以及驱动模块，驱动模块的输入端接收测试输入信号，驱动模块的控制端与第一电阻和第一电容的中间节点耦合，驱动模块的输出端与低压差线性稳压器的电压输入端耦合，其中，直流信号源用于控制驱动模块保持开启，以将测试输入信号提供至所述低压差线性稳压器的电压输入端。本发明实施例的测试装置的驱动模块的驱动能力非常强，所以可以驱动输入电容而使得信号不失真，解决了输入电压瞬态响应测试中的信号失真的问题，有利于提高系统的稳定性。此外，本发明实施例的测试装置可以提供不同的测试条件，适用于更高性能的低压差线性稳压器的测试。

在进一步的实施例中，驱动模块包括并联连接的多个功率管，相当于将多个功率管的导通电阻并联，当负载电流比较大的时候，可以有效减小每个功率管的发热量，降低电路功耗。

应当说明，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种低压差线性稳压器的测试装置，所述低压差线性稳压器包括电压输入端、电压输出端，其中，所述测试装置包括：

输入电容，连接于所述低压差线性稳压器的电压输入端；

交流信号源，用于提供一交流信号；

直流信号源，用于提供一直流信号；

第一电阻和第一电容，耦合于所述直流信号源的输出端和所述交流信号源的输出端之间，以使得所述交流信号和所述直流信号叠加以得到测试输入信号；以及

驱动模块，包括输入端、输出端以及控制端，所述驱动模块的输入端接收所述测试输入信号，所述驱动模块的控制端与所述第一电阻和所述第一电容的中间节点耦合，所述驱动模块的输出端与所述低压差线性稳压器的电压输入端耦合，

其中，所述直流信号源用于控制所述驱动模块保持开启，以将所述测试输入信号提供至所述低压差线性稳压器的电压输入端。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其中，还包括：

第二电容，连接于所述直流信号源的输出端和地之间。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述驱动模块包括：

并联的多个功率管，所述多个功率管的第一端与所述驱动模块的输入端连接，第二端与所述驱动模块的输出端连接，控制端与所述驱动模块的控制端连接。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述交流信号选自方波信号或脉冲信号。

5.根据权利要求3所述的测试装置，其中，所述功率管选自N型的金属氧化物半导体场效应晶体管。

6.根据权利要求1所述的测试装置，其中，还包括：连接于所述低压差线性稳压器的电压输出端与参考地之间的负载；以及

连接于所述低压差线性稳压器的电压输出端与参考地之间的输出电容。