
對於生產交流轉直流(AC/DC)或直流轉直流(DC/DC)轉換器廠商來說,從研發到生產都需要去測試輸出端電壓、電流及功率是否可符合所訂的規格。當然,測試的項目不止如此,尚包含輸入端、EMI…等。就輸出端來說,DC E-load是很常使用測試儀器,不但可測試產品的正常工作電壓、電流及功率外,尚可輕易的測試產品在臨介值狀態及動態變化及反應時間…等。在測試產品的保護功能時,當拉載超過產品設定保護條件後,產品會自動進入保護模式。此為理想狀態。但當異常狀態解除後,理論上產品會恢復為正常工作模式。但有某些產品在異常狀態解除後,卻造成 E-load 儀器功能異常,無法復歸的問題。到底是產品的問題還是 E-load 儀器本身的問題呢?我們由以下的一個例子來探討。
問題:
待測物為一個 DC/DC 元件。正常工作輸出電壓為5V, 1A。在電流上升超過2.8A 時,產品會進入OCP 的保護模式,直到異常狀況排除後才會再回到正常工作模式。我們使用Itech E-load 8732 來拉載測試。
問題一:
Von 設定為0.1V, latch 設為off。
8732 設定為1A CC mode 拉載,待測物正常工作,輸出5V, 1A。
當我們增加拉載電流到 3A 時,待測物應該進入OCP 保護模式。但此時卻處於振盪的狀態,電壓值由0V ~ 4.8V 振盪。此時如果再將8732 的拉載電流降為1A,待測物則處於正常工作模式5V, 1A。
問題二:
Von 設定為0.001V, latch 設為off。
8732 設定為1A CC mode 拉載,待測物正常工作,輸出5V, 1A。當我們增加拉載電流到3A 時,待測物如預期進入OCP 保護模式。
當我們再將拉載電流回到 1A 時,正常待測物應該要恢復成工作模式5V,1A。但卻發生電壓值無法恢復的問題。必須要先把8732 泄載切到OFF 後,再加載切為ON 時,待測物才會再處於正常的工作模式。
問題三:
Von 設定為0.001V, latch 設為off。
在待測物正常工作 5V,1A 時,執行Short 功能,待測物也如預期電壓降至約到0V 的位置。
當 Short 功能OFF 時,load 應會恢復到原先的設定值,待測物的電壓也應恢復到5V。但此時,設定值恢復,待測物電壓並未回到5V。還是一樣須先把8732 泄載切到OFF 後,再加載切為ON 時,待測物才會再處於正常的工作模式。
此時是否為E-load 儀器故障?我們以power supply 6500 系列來模擬待測物為一個DC/DC,上述的三個問題卻未發生,8732 的功能皆能正常的工作,代表8732 儀器並無問題。
說明:
首先,E-load 的幾個規格需先知道。
一、最小操作電壓:如 IT8732 最小操作電壓為0.15V at 6A,此電壓為E-load內部晶體在工作時所需要最小電壓,當待測物電壓值大於此電壓後,load 才會開始拉載。所以此規格值應該是越小越好。
二、Von 點:Von/Voff 的電壓值來控制E-load 的 on/off 狀態。當輸入電壓高於 Von 的設定值時,E-load 的輸入狀態為 on,當輸入電壓低於Voff 的設定值時,E-load 的輸入狀態為 off
三、Von LATCH:關閉時,待測電源電壓上升且大於 Von 帶載電壓時,負載開始帶載測試。當待測電源電壓下降且小於 Von 卸載電壓時,負載則卸載。打開時,待測電源電壓上升且大於 Von 帶載電壓時,負載開始帶載測試。當待測電源電壓下降且小於 Von卸載電壓時,負載不會卸載
問題一:
會造成振盪原因是因為 Von 設定為0.1V, latch 設為off。與待測物在進入OCP 後的電壓相互拉扯的結果。待測物在進入OCP 後的電壓值約為0.017V,電流值約為0.81A。當待測物進入OCP 後,電壓值即下降,但在低於0.1V 後,load 也會泄載,拉載電流下降,待測物測到電流低於其設定值後即恢復正常,電壓回升後,load 又會進行拉載,此時又造成待測物進入OCP 保護,如此循環就會造成振盪現象。所以當Von 設定為0.001V 時,此現象就不再發生,但這也是和待測物設計特性有相關。
問題二:
待測物在進入 OCP 後的電壓值約為0.017V,電流值約為0.81A。而IT8732的最小工作電壓為0.15V at 6A,相當於0.025V at 1A。所以當拉載電流由3A 回到1A 時,由於待測物電壓值尚在0.017V 低於0.025V 加上待測物本身設計OCP釋放的關係,導致Load 回到1A 時,待測物仍無法正常工作,必須滿足拉載電流低於0.8A 及大於load 最小工作電壓,待測物才能恢復正常工作。
問題三:
執行 SHORT 功能後,待測物的電壓值約為0.017V,電流值約為0.81A。在SHORT 功能OFF 時,應該是要恢復回5V,1A,但當SHORT 功能恢復時,即回到設定值的1A 拉載,其值仍高於0.81A,故待測物仍處於未釋放的狀態,所以 SHORT 功能OFF 時,其值仍為電壓0.017V,電流0.81A。當load 泄載後,待測物才能恢復正常。
結論:
此待測物由於本身設計的特性,在進入保護後其電壓值與電流值的關係與測試的儀器load 本身的性能有些許衝突,導致測試時發生異常。但待測物與測試儀器load 本身皆並無故障。故在測試時,應了解待測物與測試儀器本身的規格、特性與限制,方能避免造成誤判。就此例待測物的測試在使用 IT8732 E-load 時,程序上必須做些微調整,即在待測物進入OCP 後,應可先使拉載電流降到0.8A 以下,使得待測物釋放後再進行下一個測試程序。即由測試的3A -> 0.8A ->1A。即可完成測試。