電源完整性測量研究對象和測量工作內(nèi)容

功率完整性，即功率完整性，過去屬于信號完整性分析的主題，但由于PI足夠復(fù)雜和關(guān)鍵，現(xiàn)在已經(jīng)作為一個主題單獨(dú)研究。開關(guān)電源廠家利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制控制IC和MOSFET構(gòu)成。24V開關(guān)電源是高頻逆變開關(guān)電源中的一個種類。什么是24V開關(guān)電源 24V開關(guān)電源就是用通過電路控制開關(guān)管進(jìn)行高速的導(dǎo)通與截止.將交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電。12V開關(guān)電源主要檢查300V上的大濾波 電容 、整流橋各 二極管 及開關(guān)管等部位，抗干擾電路出問題也會導(dǎo)致保險(xiǎn)燒、發(fā)黑。需要注意的是：因開關(guān)管擊穿導(dǎo)致保險(xiǎn)燒一般會把電流檢測 電阻 和電源控制芯片燒壞。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻也很容易和保險(xiǎn)一起被燒壞。 快速準(zhǔn)確地模擬電力完整性仍然是一個難以突破的問題。

　　對于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展數(shù)字控制電路和系統(tǒng)，PI的研究對象是學(xué)生電源進(jìn)行分配企業(yè)網(wǎng)絡(luò)PDN(Power Distribution Network)。以筆記本電腦為例，AC到DC電源適配器供給以及計(jì)算機(jī)主板的是一個約16V的直流電源，主板上的電源管理分配社會網(wǎng)絡(luò)我們要把中國這個16V直流電源可以變成學(xué)習(xí)各種不同電壓的直流電源(如：+-5V， +1.5V， +1.8V，+1.2V等等)，給CPU供電，給各個方面芯片設(shè)計(jì)供電。CPU和IC用電量存在很大，而且是動態(tài)耗電的，瞬時電流數(shù)據(jù)可能影響很大，也可能出現(xiàn)很小，但是由于電壓技術(shù)必須具有平穩(wěn)(即紋波和噪聲問題必須采用較小)，以保持CPU和IC的正常教學(xué)工作。這都對PDN提出了一些苛刻的要求。

為了測量PDN性能，需要用示波器測試CPU和IC引腳的功率紋波和噪聲。 然而，為了準(zhǔn)確地測量PDN的性能，還需要測試PDN的輸出阻抗（具有頻率的阻抗）和PDN的傳輸阻抗（也是具有頻率的阻抗），就像它描述單端口網(wǎng)絡(luò)或雙端口網(wǎng)絡(luò)PDN一樣。 由于目前的PDN大多是開關(guān)電源結(jié)構(gòu)，因此也有必要對直流變換器測量PDN或鍵DC的環(huán)路增益。

綜上所述，電力完整性是根據(jù)配電網(wǎng)的 pdn 來測量的。主要的測量包括四個部分:

波紋和噪音的測量;

　　輸出阻抗的測量；

　　環(huán)路增益的測量；

　　濾波處理器件(電容/磁珠等)性能進(jìn)行參數(shù)的測量。

電源的紋波和噪聲測量

　　電源電壓紋波和電源系統(tǒng)噪聲是一個企業(yè)比較簡單容易出現(xiàn)混淆的概念，如下圖2所示，藍(lán)色波形為電源紋波，紅色波形為電源以及噪聲。電源紋波的頻率為開關(guān)工作頻率的基波和諧波，而噪聲的頻率主要成分含量高于紋波，是由板上芯片技術(shù)高速I/O的開關(guān)可以切換過程中產(chǎn)生的瞬態(tài)電流、供電公司網(wǎng)絡(luò)的寄生電感、電源控制平面和地平面設(shè)計(jì)之間的電磁環(huán)境輻射等諸多影響因素發(fā)展產(chǎn)生的。因此，在PMU側(cè)測量提供電源管理輸出為紋波，而在SINK端(耗電芯片端，如AP、EMMC、MODEM等)測量的是電源噪聲。

　　今天的電子控制電路(比如通過手機(jī)、服務(wù)器等領(lǐng)域)的切換速度、信號擺率比以前更高，同時中國芯片的封裝和信號擺幅卻越來越小，對噪聲可以更加敏感。因此，今天的電路設(shè)計(jì)者們比以前會更關(guān)心電源噪聲的影響。實(shí)時示波器是用來研究進(jìn)行工作電源噪聲測量的一種比較常用工具，但是我們?nèi)绻髽I(yè)使用管理方法就是不對可能會發(fā)展帶來經(jīng)濟(jì)完全沒有錯誤的測量分析結(jié)果。

由于電源噪聲帶寬很寬，所以很多人會選擇示波器來進(jìn)行電源噪聲測量。 然而，實(shí)時寬帶數(shù)字示波器及其探頭都有其固有的噪聲，這一點(diǎn)不容忽視。