數(shù)字集成電路（IC）在能力和應(yīng)用方面繼續(xù)快速增長。這種改進(jìn)很大程度上歸功于新的加工技術(shù)，包括更小的特征尺寸、更大的晶體管數(shù)量和更大的芯片尺寸。隨著這些趨勢的出現(xiàn)，電源電流和電流階躍負(fù)載也隨之增加，同時電壓降低，調(diào)節(jié)容差更為嚴(yán)格。
在本文中，使用一個額定為500-a峰值電流的Pro 1000RS slammer進(jìn)行了一系列測試，包括在穩(wěn)壓器輸出端精確測量電壓的遠(yuǎn)程傳感能力（被測設(shè)備或DUT是一個從12-V輸入端操作的多相穩(wěn)壓器）。使用圖1所示的測試設(shè)置，將按照以下規(guī)范測試DUT：
?標(biāo)稱0.90 Vdc（最小0.70 V，最大1.10 V）
?最大電流255 A
?最大步長175 A，偏移80 A。

Fig. 1. LoadSlammer Pro1000RS connected to DUT.

不同數(shù)字IC制造商的測試條件或變量的特異性水平和數(shù)量可能會有很大差異。
添加和執(zhí)行測試
LoadSlammer測試工具將AFE（模擬前端）與刺激和測量功能集成在一起。只需將LoadSlammer USB接口連接到您的PC。然后，您就可以通過圖形用戶界面（GUI）控制LoadSramer。
使用該軟件，測試可以單獨執(zhí)行，也可以組合成一個自動化的測試序列。測試選項包括瞬態(tài)測試、阻抗、延遲、脈沖串和帶定時器的直流負(fù)載。

瞬態(tài)試驗

對于大多數(shù)開關(guān)穩(wěn)壓器，在線路和負(fù)載調(diào)節(jié)特性化之后，下一個性能測試通常是簡單的階躍負(fù)載測試。略微穩(wěn)定的調(diào)節(jié)器（相位裕度較差的調(diào)節(jié)器）在階躍變化期間通常會顯示振鈴和超調(diào)，輸出濾波器和解耦解決方案也不充分。圖2顯示了LoadSlammer執(zhí)行階躍負(fù)載測試的配置。

Fig. 2. LoadSlammer settings for a step-load test on the DUT.

在圖2中，偏移量是用于測試的最小電流。振幅是加載步長的大小，并添加到偏移。打開時間是編程脈沖寬度。除非重復(fù)，否則每個測試都會進(jìn)行單個脈沖和捕獲。在多次捕獲之間使用最小關(guān)閉時間，以減少砰擊MOSFET中的損耗。邊緣時間是當(dāng)前步驟的上升時間。最后，捕獲的數(shù)量允許每個測試最多捕獲1000個捕獲。
在圖3中，測量結(jié)果顯示在頂部的電壓圖中，顯示VDroop和VLiftOff線作為參考，以及編程的延遲時間和電流脈沖。VDroop和VLiftOff可能會因VR輸出紋波以及PWM周期中出現(xiàn)該步進(jìn)的位置而異。多次捕獲將有助于找到最小值和最大值，
選擇設(shè)置后，在DUT通電的情況下，點擊Run（運行）按鈕啟動測試。完成后，選擇Results選項卡以查看如圖3所示的屏幕。

Fig. 3. Test results for the step-load test on the DUT.

在圖3中，電壓顯示中的綠線顯示輸出電壓，包括負(fù)載階躍期間的最小值和負(fù)載釋放期間的最大值。紅色電流波形疊加在編程波形上。測試配置列表顯示在左側(cè)框中，其中包含該運行的測試設(shè)置、時間和日期戳，并有一個復(fù)選框選擇要在右側(cè)部分中顯示的測試。
單個捕獲列在右側(cè)，可以根據(jù)頂部的列進(jìn)行排序。右鍵單擊任何捕獲都會打開一個選項，以導(dǎo)出到CSV文件。
可以通過左鍵雙擊所需捕獲打開波形縮放窗口?？s放是通過將光標(biāo)放在圖形圖例的數(shù)字區(qū)域并上下滾動鼠標(biāo)來完成的（圖4和5）。

Fig. 4. Transient waveform measurement, partially zoomed in.

Fig. 5. Zooming-in on waveforms from the step-load measurements in Fig. 4.

當(dāng)鼠標(biāo)光標(biāo)移動到圖形區(qū)域時，測量光標(biāo)會自動顯示。除這些選項外，振幅和邊緣時間都可以掃描。選中其中一個上的“掃描”框?qū)⒋蜷_掃描范圍和掃描點數(shù)的菜單。
從圖5中的波形可以觀察和測量下垂和升力的形狀。
1000RS開關(guān)在正轉(zhuǎn)換率方面有實際限制，正轉(zhuǎn)換率取決于輸入電壓和連接器/PCB電感。對于0.90-V調(diào)節(jié)器示例，邊緣速率在大約200 A/μs后下降。對于上述175-a步長和1-μs邊緣時間（175 a/μs）的示例，這不是問題。然而，如果需要更快的回轉(zhuǎn)速度，可以并聯(lián)兩個或三個砰擊器，以降低總電感。負(fù)轉(zhuǎn)換速率不受連接器阻抗的影響。

脈沖序列

脈沖串測試是對固定偏移量和階躍幅度的瞬態(tài)測試的自動掃描，但要在一系列頻率和占空比上進(jìn)行。這可用于確定電壓調(diào)節(jié)器響應(yīng)中是否存在薄弱區(qū)域。除偏移、振幅和捕獲外，以下參數(shù)也可以調(diào)整：
?頻率可以選擇為固定值或掃描范圍（復(fù)選框）。掃描可以是線性的或?qū)?shù)的，并且可以指定點數(shù)。
?工作循環(huán)可以類似地指定為固定或掃掠。通過這種方式，可以掃描頻率或占空比，也可以同時掃描兩者。
?打開時間指定每組參數(shù)的測試/停留時間。
測試運行時，“結(jié)果”選項卡將顯示進(jìn)度。如果粒度需要多個點，則總捕獲數(shù)通常為數(shù)百或數(shù)千。對如此多的捕獲進(jìn)行審查將是不必要的繁瑣。

幸運的是，有兩個有用的選項可以幫助分析。如前所述，其中一個選項是導(dǎo)出到CSV文件，在該文件中可以操作和顯示數(shù)據(jù)。第二個強大的選項是3D圖形，通過單擊帶有三個箭頭的符號可以訪問該圖形（圖6）。

Fig. 6. The results of pulse train testing may be displayed in the form of a 3D graph.

3D圖形顯示電壓（在垂直軸上）與占空比和頻率（水平軸）的比較。使用鼠標(biāo)，圖形可以向任何方向旋轉(zhuǎn)并放大或縮小。這將快速顯示問題區(qū)域所在的位置。
圖形右側(cè)是窗口邊緣的一個小箭頭，用于訪問兩個選項卡?！耙晥D”選項卡允許快速縮放以及水平和垂直偏移。
數(shù)據(jù)選項卡允許選擇要顯示的數(shù)據(jù)，VDroop或VLiftOff。提供了一個附加選項，用于顯示每個脈沖序列平均值、最小值或最大值的數(shù)據(jù)。
參考我們的評估委員會，圖7和8包含VDroop和VLiftOff的3D繪圖。

Fig. 7. 3D plots of VDroop minimum with an 80-A offset and a 175-A amplitude.

Fig 8. 3D plots of VLiftOff maximum with an 80-A offset and a 175-A amplitude.

觀察上述兩個圖，我們發(fā)現(xiàn)最大的異常發(fā)生在高頻。一個好的后續(xù)措施是縮小頻率范圍，例如將其限制在100 kHz及以上。同時，在頻率和占空比中選取更多測試點可能會揭示更多細(xì)節(jié)。接近標(biāo)稱500 kHz開關(guān)頻率可能是一個因素，但可能會指出輸出濾波器諧振或其他原因。
在某些情況下，使用單一頻率和占空比的脈沖序列測試子集可能會有好處。由于瞬態(tài)測試僅為單個脈沖，因此一系列脈沖可能會揭示更多有關(guān)調(diào)節(jié)器操作的信息。圖9中再次顯示了評估板的測量結(jié)果，這一次是以5-kHz速率（D=10%）使用20μs脈沖串。

Fig. 9. Results of pulse train testing with a pulse train featuring a single pulse frequency and duty cycle.

注意，與用單脈沖波形獲得的結(jié)果相比，電壓波谷有相當(dāng)大的傾斜，同時還有擴展的升力過沖。這可能不是性能問題，但可能是一個有用的觀察結(jié)果。
LoadSlammer 瞬態(tài)負(fù)載測試工具可確保數(shù)據(jù)完整性和低功耗。該工具通過一個開發(fā)套件提供電源測試，并提供OCP重試和熱測試。測試工具具有經(jīng)過驗證的連接器系統(tǒng)，可快速評估多塊板。該測試工具用于DC-DC電源，系統(tǒng)和CPU / GPU / FPGA / ASIC / ASSP等應(yīng)用。