產(chǎn)品的正常工作離不開(kāi)電源，在全球節(jié)能環(huán)保和智能互聯(lián)終端花樣翻新的大環(huán)境下，節(jié)能、高頻、高效、微型、智能化是電源行業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。新低能耗器件的廣泛應(yīng)用，PMIC 設(shè)計(jì)優(yōu)化、第三代半導(dǎo)體材料 SiC/GaN MOSFET 技術(shù)的出現(xiàn)，正推動(dòng)著功率電子行業(yè)發(fā)生顛覆式的變革。這些新型器件把整個(gè)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率提高多個(gè)百分點(diǎn)。

    電源設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)是個(gè)技術(shù)活兒，也是累活兒，工作繁雜挑戰(zhàn)諸多。電源設(shè)計(jì)工程師根據(jù)任務(wù)書(shū)選擇合適的器件和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)符合功能的原型版，電源設(shè)計(jì)優(yōu)化尤其重要。既要保證功能的實(shí)現(xiàn)，又要兼顧效率、成本及 EMC 各個(gè)方面，最終產(chǎn)品還需要進(jìn)行整體電源質(zhì)量評(píng)價(jià)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。

    電源測(cè)試工程師在做電源測(cè)試過(guò)程中都會(huì)經(jīng)歷功率器件選擇、電源原型版設(shè)計(jì)、電源質(zhì)量分析、產(chǎn)品最終認(rèn)證這四個(gè)階段，每個(gè)階段都會(huì)面對(duì)不同的痛。

    什么才是電源測(cè)試工程師所關(guān)注的測(cè)試難點(diǎn)?走訪了百位測(cè)試工程師，泰克將工程師的測(cè)試痛點(diǎn)總結(jié)出來(lái)，發(fā)現(xiàn)效率是電源設(shè)計(jì)工程師非常關(guān)注的，如何確定主要的功率損耗點(diǎn)是非常重要的。傳統(tǒng)的理論計(jì)算方法有諸多不足，因?yàn)閷?shí)際的電源不同，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)不同以及期間的損耗都有很大區(qū)別，所以工程師需要能準(zhǔn)確測(cè)試功率主要損耗開(kāi)關(guān)器件及無(wú)源器件的工具及方法。

    階段 1：功率器件選擇的痛點(diǎn)

    對(duì)市場(chǎng)新推出的低功耗 IC 及功率器件特性無(wú)法準(zhǔn)確把握?是否真正在自己的電源設(shè)計(jì)中發(fā)揮最大的作用，缺少一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的評(píng)價(jià)方法。對(duì)于電源產(chǎn)品設(shè)計(jì)，大功率開(kāi)關(guān)管的選擇是非常關(guān)鍵也是非常困難的。 如何在系統(tǒng)調(diào)試之前對(duì) IGBT 模塊特性進(jìn)行測(cè)試，尤其基于橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在不同的負(fù)載條件測(cè)試 IGBT 及相應(yīng)的二極管的特性?成為工程師非常頭疼的問(wèn)題。

    階段 2：原型版設(shè)計(jì)的痛點(diǎn)

    對(duì)于電源功能設(shè)計(jì)中輸入輸出的信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，信號(hào)波形及主要的參數(shù)指標(biāo)。對(duì)于系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，測(cè)試設(shè)備是否能可靠地，準(zhǔn)確的反應(yīng)真實(shí)的信號(hào)特點(diǎn)是工程師非常關(guān)注的問(wèn)題，擔(dān)心某一次測(cè)試帶來(lái)誤導(dǎo)。作為開(kāi)關(guān)電源做主要的器件，MOSFET 和 IGBT 成為影響電源整體效率最主要的因素，不同的應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)條件不同，功耗千差萬(wàn)別，如何能量化評(píng)價(jià)在真實(shí)電源中的損耗成為非常在意的問(wèn)題。

    第三代寬禁帶半導(dǎo)體器件 GaN、SiC 出現(xiàn)，推動(dòng)著功率電子行業(yè)發(fā)生顛覆式的變革。新型開(kāi)關(guān)器件技能實(shí)現(xiàn)低開(kāi)關(guān)損耗，又能處理超高速的 dv/dt 轉(zhuǎn)換，且支持超快速的開(kāi)關(guān)切換頻率，帶來(lái)的測(cè)試挑戰(zhàn)也成了工程師的噩夢(mèng)。如何評(píng)價(jià)磁性器件對(duì)電源穩(wěn)定性和整體效率的影響?如何測(cè)試電感，磁損，BH 曲線，磁性屬性等指標(biāo)是擺在工程師面前的難題。

    工程師就需要花更多的時(shí)間和精力在電源的完整性上面(PDN)，除了我們經(jīng)常提到的開(kāi)關(guān)損耗、輸入電源質(zhì)量、輸出紋波測(cè)試等以外，我們還會(huì)涉及到環(huán)路響應(yīng)測(cè)試，通過(guò)環(huán)路響應(yīng)測(cè)試我們可以知道了解我們的反饋環(huán)路的穩(wěn)定性到底如何?電源輸出質(zhì)量是電源評(píng)價(jià)重要的一環(huán)，尤其對(duì)于 DC 輸出，不但要測(cè)試電壓，電流大小，還要對(duì)輸出的紋波進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)試，尤其對(duì)于某些特殊的電源，紋波需要控制在很小的范圍，如何準(zhǔn)確測(cè)試微小的紋波信號(hào)非常棘手。

    階段 3：電源質(zhì)量分析的痛點(diǎn)

    產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成，效率是其最重要的指標(biāo)，如何準(zhǔn)確評(píng)價(jià)電源質(zhì)量? 有功功率，功率因數(shù)，效率等項(xiàng)目?為滿(mǎn)足電源行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)諧波是非常關(guān)鍵的指標(biāo)。如何準(zhǔn)確評(píng)價(jià)電源諧波，如何一次性通過(guò) IEC61000-3-2 標(biāo)準(zhǔn)一致性測(cè)試?對(duì)于電源產(chǎn)品節(jié)能認(rèn)證非常重要，如何準(zhǔn)確評(píng)價(jià)電源待機(jī)功耗的預(yù)一致性標(biāo)準(zhǔn) IEC62301 v2.0?

    階段 4：產(chǎn)品最終認(rèn)證的痛點(diǎn)

    電源在上市前需要通過(guò) CE 認(rèn)證，其中非常重要的就是 EMC 一致性認(rèn)證。很多工程師在實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)同時(shí)還要兼顧 EMC 的挑戰(zhàn)，如何能讓工程師了解電源產(chǎn)品的 EMC 狀況，一次性通過(guò)認(rèn)證呢?電源產(chǎn)品最后一道工序需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間烤機(jī)測(cè)試，如何提高效率，尤其對(duì)于大批量生產(chǎn)的情景，既準(zhǔn)確又高效的測(cè)試方法非常重要。

    你的難點(diǎn)痛點(diǎn)，是我們的著力點(diǎn)。作為電源行業(yè)值得信賴(lài)的測(cè)試專(zhuān)家，泰克為工程師在電源設(shè)計(jì)各個(gè)階段提供可靠的解決方案，使工程師堅(jiān)定每一步設(shè)計(jì)，優(yōu)化每個(gè)階段設(shè)計(jì)，從而加速新產(chǎn)品的上市周期。以上就是電源設(shè)計(jì)的一些要點(diǎn)步驟，希望能對(duì)大家有所幫助。