一种实现输入电压快速跳变的瞬态测试电路制造技术

本发明专利技术公开一种实现输入电压快速跳变的瞬态测试电路，包括由高边开关和低边开关组成的跳变单元；在所述跳变单元的输入端输入高电压时，所述低边开关关断，高边开关导通，与所述高边开关连通的第一电源提供高跳变电压给跳变单元的输出端；在所述跳变单元的输入端输入低电压时，所述高边开关关断，低边开关导通，与所述低边开关连通的第二电源提供低跳变电压给跳变单元的输出端。本发明专利技术实现电路简单，成本极低，通用性强，配合常规仪器设备即可实现专业设备的测试能力。专业设备的测试能力。专业设备的测试能力。

【技术实现步骤摘要】
一种实现输入电压快速跳变的瞬态测试电路


[0001]本专利技术涉及半导体电源芯片、DCDC电源产品及汽车电子产品电气性能测试领域，尤其涉及实现一种电源输入电压连续快速瞬态变化及瞬时中断跌落的测试电路。

技术介绍

[0002]采用DC直流供电的产品，如半导体芯片、数据通信产品、汽车电子产品等领域，为了验证电子产品对输入电压瞬时突变的应变能力及抗扰能力,都涉及到输入电压瞬态响应测试及EMC电磁兼容抗扰测试。在具有快速瞬态响应特性的LDO、DCDC芯片的测试中，要求输入电压变化斜率达到1V/us以上；在数据通信产品中，如IEC61000
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29中规定，要求电压的上升下降时间为1us～50us内；在汽车电子产品中，如ISO16750的模拟汽车内部其他负载的熔丝熔断而导致电池电压瞬时跌落的测试中，要求电压上升下降时间小于100us。针对这些测试场景，都需要设备仪器的输出电压变化斜率越快越好。
[0003]目前现有技术存在的缺陷是：
[0004]1、通常使用的普通的可编程直流电源，其输出电压的跳变斜率基本都在0.1V/us以下，不能满足1V/us，甚至几十V/us以上斜率要求，无法很好的验证产品的电气性能。
[0005]2、只有专业的EMC测试机构或少数昂贵的高性能仪器设备才能满足测试要求，导致测试成本高，通用性差。并且这些仪器设备也不能同时具备宽电压范围(0～100V)，宽电流范围(0～10A)的快速跳变。

技术实现思路

[0006]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种实现输入电压快速跳变的瞬态测试电路，用以通过简单的电路方案解决上述至少一个技术问题，满足上述场景的测试要求。
[0007]根据本专利技术说明书的一方面，提供一种实现输入电压快速跳变的瞬态测试电路，包括由高边开关和低边开关组成的跳变单元；在所述跳变单元的输入端输入高电压时，所述低边开关关断，高边开关导通，与所述高边开关连通的第一电源提供高跳变电压给跳变单元的输出端；在所述跳变单元的输入端输入低电压时，所述高边开关关断，低边开关导通，与所述低边开关连通的第二电源提供低跳变电压给跳变单元的输出端。
[0008]上述技术方案在输入低压时使低边开关导通，输入高压时使高边开关导通，且高边开关和低边开关不会同时导通，当输入电压在低压与高压之间切换时，通过高边开关和低边开关的导通或截止能够实现电压的快速跳变，并输出对应的跳变电压，从而以简单、低成本的电路实现了输入电压快速跳变。
[0009]进一步地，所述第一电源设置为需要跳变的高电压，所述第二电源设置为需要跳变的低电压。
[0010]进一步地，所述跳变单元获取的输入电压可由信号发生器产生。当该信号发生器产生0
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10V的方波电压信号时，通过上述高边开关和低边开关即可实现输出电压0
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10V范围内的快速切换和跳变。
[0011]作为进一步的技术方案，所述高边开关包括三极管和限流电阻，所述低边开关包括MOS管；所述三极管的发射极连接第一电源，基极连接限流电阻；所述MOS管的源极连接第二电源，栅极与限流电阻相连于跳变单元的输入端；所述三极管的集电极与MOS光的漏极相连于跳变单元的输出端。
[0012]具体地，当输入电压为0V时，三极管工作在截止区，高边开关关断；MOS管处于导通状态，低边开关导通，第二电源通过MOS管输出低电压给被测设备。当输入电压从0V跳变到10V时，MOS管迅速关断，即低边开关关断；同时三极管迅速切换到饱和区工作，即高边开关导通，第一电源通过三极管输出高电压给被测设备。而当输入电压再次从10V跳变到0V时，则重复前述过程，高边开关关断，低边开关导通，第二电源通过MOS管输出低电压给被测设备。
[0013]作为进一步的技术方案，所述瞬态测试电路还包括电平转移模块，设置在所述跳变单元的输入端，用于将输入电压范围提高到预设的电压范围。
[0014]考虑到现有信号发生器的电压范围一般在0
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10V，电流范围一般在0
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50mA，不能满足宽范围输出电压、宽范围输出电流的测试需求，因此，设置电平转移模块来提高电压、电流输出范围，实现宽范围的电压输出及宽范围的电流输出，以满足测试需求。
[0015]进一步来说，由于信号发生器的上升下降时间可调，因此通过调节信号发生器的上升下降时间即可直接调节电平转移模块输出电压的上升下降时间，而电平转移模块输出电压的上升下降时间直接控制了高边开关和低边开关的开通和关断的快慢，进而实现了最终输出电压的跳变斜率可调。因此，所述电平转移模块在实现了宽范围的电压输出及电流输出的基础上，还可与信号发生器相配合实现数十V/us的跳变斜率，远高于目前常规可编程直流电源所能达到的跳变速率，能够很好地满足产品的电气性能测试需求。
[0016]作为进一步的技术方案，在设置有电平转移模块的瞬态测试电路中，所述低边开关包括MOS管和稳压二极管，所述高边开关包括三极管和限流电阻。
[0017]由于电平转移模块对输入电压进行了电平转移，导致进入低边开关的输入电压增大，因此设置稳压二极管来防止低边开关MOS管的栅极过电压损坏。
[0018]作为进一步技术方案，所述电平转移模块采用电阻结合三极管或电阻结合MOS管的方式实现。
[0019]优选地，所述电平转移模块由N型沟道MOS管和电阻组成。其中N型沟道MOS管的漏极串联电阻并连接到第一电源，实现了电平转移，能使N型沟道MOS管的漏极输出电压达到第一电源电压，解决了现有信号发生器的输出电压能力不足以驱动后级低边开关MOS管的问题。
[0020]作为进一步技术方案，所述瞬态测试电路还包括泄放模块，位于所述跳变单元的输出端，用于在从高边开关导通切换至低边开关导通时，对高边开关导通所产生的高跳变电压进行泄放。
[0021]在实现宽范围电压/电流输出时，通过所述泄放模块将高的电压能量迅速消耗掉，使输出端的电压降低到0V，保证了低跳变电压的稳定。
[0022]作为进一步技术方案，所述泄放模块包括大容量电解电容、纯功率电阻或MOS管。
[0023]作为进一步技术方案，所述瞬态测试电路还包括防反模块，位于所述低边开关与第二电源之间，用于防止高低电压快速切换时，输出端的泄放电流流入第二电源。
[0024]作为进一步技术方案，所述防反模块包括二极管或MOS管。
[0025]作为进一步技术方案，所述第二电源为双象限直流电源。在第二电源为双象限电源，即支持电流流入设备内部的情况下，即使瞬态测试电路中设置了电平转移模块，也可不选择泄放模块及防反模块。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0027](1)本专利技术经仿真测试最大可实现数十V/us的跳变斜率，并且跳变斜率可调，远高于目前常规可编程直流电源所能达到的跳变速率。
[0028](2)本专利技术可支持宽输出电压范围(0～100V)，宽输出电流范围(0～10A)，电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现输入电压快速跳变的瞬态测试电路，其特征在于，包括由高边开关和低边开关组成的跳变单元；在所述跳变单元的输入端输入高电压时，所述低边开关关断，高边开关导通，与所述高边开关连通的第一电源提供高跳变电压给跳变单元的输出端；在所述跳变单元的输入端输入低电压时，所述高边开关关断，低边开关导通，与所述低边开关连通的第二电源提供低跳变电压给跳变单元的输出端。2.根据权利要求1所述一种实现输入电压快速跳变的瞬态测试电路，其特征在于，所述高边开关包括三极管和限流电阻，所述低边开关包括MOS管；所述三极管的发射极连接第一电源，基极连接限流电阻；所述MOS管的源极连接第二电源，栅极与限流电阻相连于跳变单元的输入端；所述三极管的集电极与MOS光的漏极相连于跳变单元的输出端。3.根据权利要求1所述一种实现输入电压快速跳变的瞬态测试电路，其特征在于，所述瞬态测试电路还包括电平转移模块，设置在所述跳变单元的输入端，用于将输入电压范围提高到预设的电压范围。4.根据权利要求3所述一种实现输入电压快速跳变的瞬态测试电路，其特征在于，在设置有电平转移模块的瞬态测试电路中，所述低边开...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭，
申请(专利权)人：武汉芯必达微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：