标题: [Analog] 电源管理芯片PMIC测试之一－－－LDO等线性稳压器 [打印本页]

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作者: licsic    时间: 2007-9-11 15:29     标题: 电源管理芯片PMIC测试之一－－－LDO等线性稳压器

一，PMIC分类9 B; b* O" l2 y0 G* h4 ^) I

- g4 O2 S% r4 v. ^国产现行市场主要消费类IC有一下产品种类3 _% ~) T' @  \4 ]! l) V

: j* l8 n" T& F! e4 z2 s1，线性稳压器，78××、79××、1117、317、337、431、LDO如1085等* [' J0 P# \( _0 }1 l
" D9 ^- o7 Y, l( j
2，开关型稳压器，内含NPN或MOS功率管，如2576，2596，1410，1509，2588，34063) k- g* r) ?- r& w& c

' E! V* v6 J" {4 P3，单纯的电源管理IC PWM/PFM控制IC,如384×， 494，3525，1 }5 }6 _# [0 B% }5 Q

2 E5 b! F. E1 z4，（锂）电池保护和控制电路，如TI,RION等厂家IC
* ^$ x5 k# U/ O9 s  ]; }; p* b3 m' B- Z. o: k3 S
除#4国产处于起步上量阶段外，前三中国产IC有KKK只/年级的市场容量，测试压力很大，测试成本压力大，测试要求不低。6 f$ \" L7 V) E# z" U/ E/ h
7 |3 ?) I2 E* ^. |. f0 s

6 P: d# h' |  ~
, s- o0 t7 H  i/ y$ c! l( S4 z! H

; y+ a  j# [" [. Z% q" L' a+ [－－－－－－－－待续
2 a: k0 f  z, G, b" y. M4 d) v# C, c  B( r0 d0 Y
[ 本帖最后由 licsic 于 2007-9-22 20:15 编辑 ]

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作者: james_zhang    时间: 2007-9-11 15:33

现在电源很多了, 楼上的主要是DC-DC, 还有很多AC-DC的芯片, 包括高功率因子的PFC

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作者: licsic    时间: 2007-9-11 15:36     标题: re:

不好意思，james_zhang 您讲的国产化称度不是很高，国产自主测试还不是主流。当然国内之外企如FAIRCHILDSEMI、ONSEMI等有封装测试，量也很大，但技术和生产是他们自己完成。
+ [/ t* G+ ]+ h
" @2 i1 ~  |# l2 N/ F; |[ 本帖最后由 licsic 于 2007-9-11 15:44 编辑 ]

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作者: kenddo    时间: 2007-9-11 17:23     标题: 严重关注中

感觉电源管理的芯片是国产ic的一个突破口（参考台湾的例子），楼主加油！

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作者: teradyne    时间: 2007-9-11 17:27

楼主所讲的这些电源芯片，均可以自己开发测试板和测试程序，关键要和design engineer要多沟通，: J0 V2 A: H# G: Y: \8 Z
要多了解芯片内部的电路结构，同时要多做些bench验证，都不是很难的问题

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作者: licsic    时间: 2007-9-11 19:20     标题: RE:teradyne

teradyne 讲的正是，稍后会谈谈具体测试－－－

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作者: WaterFire    时间: 2007-9-11 22:39

电源管理IC的测试板一般比较简单, 很多只需要用公板飞飞线就可以了.

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作者: teradyne    时间: 2007-9-12 19:52

引用:

原帖由 licsic 于 2007-9-11 19:20 发表
# V% E4 @' M) x: f, i, Cteradyne 讲的正是，稍后会谈谈具体测试－－－

# B0 V# w$ l3 `3 {可以把你遇到的测试难题提出来，我们也一起看看如何解决，我在目前的工作中也遇到很测试问题7 S0 n; `3 t9 h$ p* K. i
但基本都是产品本身的问题，或design问题或wafer process问题，努力用程序把缺陷挑出来，
# n' D9 j  X" p1 h( ^. f2 |$ ]* Q1 _测试工程师还真的了解些电路设计和wafer工艺及layout方面的知识。

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作者: htsr    时间: 2007-9-12 21:23

对于LZ讲的芯片测试基本上来说没有什么测试难度，或者说实在是简单到模块化操作，我觉得我们应该关注于PWM这类高效率的电源管理芯片的测试原理。

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作者: james_zhang    时间: 2007-9-13 09:07

大家说的简单， 我想可能主要还在2代上面， 3代电源不是很好做啊， 难点看来主要还在设计上面， 测试还是比较容易的，

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作者: semicontest    时间: 2007-9-13 10:13

这段时间刚完成了稳压器类别和PWM类别的测试

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作者: teradyne    时间: 2007-9-13 14:46

PWM IC(DC-DC) is easy to design but it is difficult to manufacture by foundry
4 q2 X$ s0 v2 |) L; X* `2 b8 r1) how to integrate the Pmos into IC?. M/ {7 S8 j9 n  J# O& K
2) how to decrease the die size?- a6 u. ^! k+ Q+ s5 T4 k: V
3) how to decrease wafer fabrication cost?0 R- {  E8 N" r
.....

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作者: xdl784    时间: 2007-9-13 21:52

不错不错不错不错

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作者: licsic    时间: 2007-9-17 10:15     标题: 二，线性稳压器

线性稳压器主要指标有 ; B8 Y8 p3 m, D2 o1 `6 V* t7 j
1，Line regulation
1 N7 U- C  `; w. ~+ h$ G) R7 m9 _2，Load Regulation" A1 z6 @9 u) @
3，Dropout Voltage (VIN - VOUT)7 U, u( Q' J4 ?- Y2 p9 m  e" i
4，Current Limit
; R9 w- g6 a2 K, l5，Quiescent Current
' e# _' D; y2 K- W7 }6，Ripple Rejection, p, y3 U+ q0 S
7，Reference Voltage5 [5 s. [0 }) Z$ o9 w
8，Output Voltage等4 {8 Q* v9 R( F

* m0 A; c& H5 M1 h' u/ s5 i% E4 o其中6讲的PSRR(Power supply ripple rejection ratio) 叫电源纹波电压抑制比，指在规定的纹波频率（例如120/100HZ）下，输入电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即：纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。含义是电源对输入纹波的衰减称度，是电源抗干扰能力、电源稳定性的重要指标。
. k6 v( N4 v/ m1 F5 C, D' t7 yPSRR测试中给VDD加上频率100/120Hz Sine Wave的相应电压，100/120Hz是～AC 50/60Hz整流后的频率，是线性电源主要的抑制频段。当然，随着应用场合要求（如手机射频场合）和技术发展，对电源PSRR已有高频/射频纹波电压抑制的要求。
: l( P$ x8 H$ J- b8 h( `  c
& J) m* P* v4 n% P4 p4 f! L其它各项测试方法无太大难度，一般厂家DATASHEET均有相关测试方法要求。) o, ]$ ?" H% l# z
, V5 h7 d3 G7 _/ ~
附件是LINEAR(LT)的LT1085之DATASHEET.
0 G- j5 r% O4 J  W1 `# j5 r% f; c- q# j# J0 {2 i, R
[ 本帖最后由 licsic 于 2007-9-19 10:23 编辑 ]

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作者: licsic    时间: 2007-9-19 16:01     标题: PMIC普及性资料

整理了一些线性稳压器普及性资料，欢迎拍。

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作者: WaterFire    时间: 2007-9-20 08:49

有些参数可能只在芯片验证时做测试,实际量产测试时是不测的.

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作者: xzywx    时间: 2007-9-20 09:05

懂一点测试 ,下载点资料看下,谢谢各位的贡献啊

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作者: WaterFire    时间: 2007-9-21 10:25     标题: 回复 #14 licsic 的帖子

测试PSRR成本应该比较高，需要有AWG 板卡发正弦波，还要有DIG板卡来采样。 我想问一下，对一个低成本的电源芯片，量产测试会测试PSRR这个参数吗？

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作者: teradyne    时间: 2007-9-21 17:01

if the volume production, didn't test this parameter(save time and money), only test it when new product bench verification, but if cusmoter require, we must test it.

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作者: licsic    时间: 2007-9-21 17:02     标题: RE: #18WaterFire 贴子

很专业很深刻的问题，gcrasy 在什么是电源管理芯片(PMIC)的PSRR及测量 （2） http://www.2ic.cn/bbs/thread-334674-1-1.html有讲，转抄如下- R* J' U$ Q% H- W% y! L- Z  w
' Q# y) F  ]6 I, z. r
测试方法：
. L$ a& F7 s9 C' g' Y& S, u0 P# t1 : Modulate a low amplitude sinusoidal wave on Vdd using Analog source
2 c7 X# _# l" l% L" H2 : Enable the tested regulator/LDO
& B/ Q3 c9 h! E8 D3 : Capture output voltage waveform from tested regulator
- a6 y1 N5 R- o( g2 y1 X. y' |4 : Compare the ripple amplitude at the output to the one sourced into Vdd at the particular frequency.
4 Y2 k3 d. M( K1 x% k5 : Log result in dB
  z4 o, e; ~; Z( H
$ `6 E4 f9 ~" |5 y8 r2 w+ Q% q. [% x0 g# w) F+ y! k+ s
PSRR和LDO的Line Transient Response，Load Transient Response，Transient Response （建立响应曲线）是四项主要的动态参数，测试时与测试机关系密贴，容我时间再整理。
: j7 {' R4 O+ E/ j1 C. p3 O( N- J7 ?0 J8 C+ L7 j
[ 本帖最后由 licsic 于 2007-9-21 21:21 编辑 ]

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作者: licsic    时间: 2007-9-22 11:40

线性稳压器主要电参数指标包含静态和动态两类
8 D1 i: c; v. R. J4 |0 k3 I# ^4 F
6 P5 }" o% A/ c* _- d9 }7 d/ w; `  `# R1 z
一般测试主要测试静态参数，测试机要求不高，可以无交流源ACS或AWG 板卡，大多数分立器件测试机和有功率扩展的混合电路测试机均可测试，如JUNO  AST  TMT   TRR   韩国STATEC   Eagle   LTX  等，测试时间400MS左右。9 ^( S! h, G4 D- ~
* W  Q0 l8 `5 g# J* k; T
' @7 E$ S; f/ G) w; r7 G
LDO主要静态参数：
3 k" ]; k" W1 I9 {. Y0 E# B: C' ~1，Line regulation. R* u/ z  Q! Q4 }
2，Load Regulation
" i2 G# ?7 t1 L, V3，Dropout Voltage (VIN - VOUT)- {/ q* U0 b2 Y( Z& f& ~
4，Current Limit! ^$ e& s/ b; N7 c: i" }" ]
5，Quiescent Current
8 U- R& k7 p5 `+ J, d+ K6，Reference Voltage/ j  R) }. T* _, V
7，Output Voltage等
! `5 v& S! u- L. ?3 r+ k& J1-2项测试2－－4组数据计算而来，其它各项测试无难度。" O& u% S2 q7 i( B0 B4 ?! }
  z! ^& Y2 S, |' f7 H) u
. ?- [5 s# X* S2 E6 D  I
LDO动态参数主要四项：* W& g' p+ e/ ]* J
1，LDO Frequency Response 可等效于PSRR
) S# [: r- o% U2,Load Transient Response  负载响应
# w+ j  l4 X; Z3,Line Transient Response  源响应
9 ~) t$ P! |, }6 t& @& {- V' b. o9 L' r7 h4,Transient Response   建立响应% f& s- O/ D5 Q
实际测试机直接测试中难度很大，但搭台子用信号源、示波器测试很直观，很易测试。2 [" o  u( Z) d0 K0 n

; {. F8 s' N( [0 ?动态测试对测试机要求已经很高了，加上LDO有大电流（500MA以上）高功率要求，现有测试系统几乎无法完成。. O/ |& e/ t6 F( M  e  W; T  M- e

( W# R/ a3 o  y) q* c/ S不过测试PSRR中，可以自己外加电源，提供100HZ sinusoidal wave on Vdd ，利用测试机测试输入和输出的Vpp，计算出PSRR.
! F7 O' K3 b9 _+ X5 |$ a; ~2 s1 q1 B5 T5 P
                          PSRR=( Vppout)/(Vppdd)
; H; I$ j9 H5 D) {2 K( n/ g$ F# X  l  O' d0 [% S6 T
辅助电源制作： 50HZ/AC~220V-----50W变压器AC~5V输出-----桥整流DC5V（100HZ sinusoidal wave on Vdd）-----提供测试使用7 y6 Q. a' y+ l9 u1 }1 {

+ E* {! w% e. c4 d3 v  r需要1KHz或更高频率响应时，电源也可制作,对有IC应用经验的工程师来讲难度也不大。
( z7 l5 t' H' J0 `' q' {4 W0 j# A1 U! O* T0 F5 {" H& X* U8 c
[ 本帖最后由 licsic 于 2007-9-22 20:11 编辑 ]

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作者: licsic    时间: 2007-9-22 21:37     标题: LDO测试PSRR实例

给个实例连接
/ r  `4 k9 X! I5 p6 E0 ~, j5 V% Lhttp://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tps71709.pdf& R2 G) n6 D( e  M
% y9 Y. n9 u& I5 X
主要看* T" x4 e/ \( _. c
1,POWER-SUPPLY RIPPLE REJECTION vs FREQUENCY
! q. D8 F$ V4 g0 {: ~2,POWER-SUPPLY RIPPLE REJECTION vs (VIN – VOUT)
3 m( n5 V7 m6 n4 I& j( Y3,LINE TRANSIENT RESPONSE  F( d0 t5 }% V4 L( D
4,LOAD TRANSIENT RESPONSE5 e" Y3 d: m; P! r7 Q: v& C8 g
5,TURN-ON RESPONSE

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作者: daydream1    时间: 2007-9-22 22:44

谢谢licsic慷慨提供资料。

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作者: licsic    时间: 2007-9-29 11:39     标题: 美国国家半导体公司资料，中文版

给个连接，需要功力才能阅读$ a$ a% I3 N, m! b

  H/ ^4 D5 l7 P1 khttp://www.national.com/CHS/an/AN/AN-1148.pdf: z# r5 P! M9 f- f

" T8 |7 M6 m4 \$ |+ h& B3 ^& m7 F[ 本帖最后由 licsic 于 2007-10-1 21:51 编辑 ]

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作者: licsic    时间: 2007-10-12 13:22     标题: LDO等

国产的线性稳压器，包括LDO，应用场合要求测试的内容，大多没有涉及以上复杂的讨论议题。
- `+ ?& |; l8 R, L# \, i
: I/ h' ^2 w8 d9 i: I) P7 t对于多数就测试而测试的测试工程师而讲，明白其三五项静态参数测试程式就可以了。3 V( |7 Z4 h8 H& q* \2 R2 _
9 ~( S6 U1 z$ p9 u' u
对于设计的测试，知道的多以些会更好。

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作者: LL_0605    时间: 2007-10-31 09:08

thanks LZ for sharing your experience

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作者: licsic    时间: 2007-11-13 21:07     标题: ldo的补偿设计

national  LDO之升级资料
1 }/ i1 R5 l, w  V
" f; a! f" m  Z* r5 uA USERs GUIDE TO COMPENSATING LDO

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作者: henrygao    时间: 2007-11-23 18:09

电源类IC算是国内比较成熟的设计方向了。不过美国现在很多都转到 数字电源方向了。有若干家start up company 在关注这个领域，另外也有些大厂在介入了，如intesil等。

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作者: licsic    时间: 2007-12-1 14:47     标题: 数字电源的定义

摘片文章，认识一下  数字电源; ]# n" U" j# z7 d5 M
    数字电源或数字控制电源有几种不同的含义。
* o7 G2 o+ [& l3 j* b/ s( T5 X0 ^. H& q5 J8 |
    最简单的定义是通过数字接口控制开关稳压器，这可能包括通过I2C或类似的数字总线控制输出电压、开关频率或多通道电源的排序，?动、裕度控制、加电和断电排序等等都可以通过一个或多个数字信号控制。实际上，目前市场上的很多电源管理集成电路都以这种方式工作∶通过数字接口控制模拟开关稳压器。
, u* b4 r7 D% ^5 G* U4 I  i4 F. o0 E$ ~' o! }+ c
    第二个是给前面定义加上所谓的数字遥测。在这种情况下，提供额外的控制功能以监视开关电源的状态，如温度、输出电流、输入电流、输入电压、输出电压等，并根据需求或周期性地向主机报告。ID标记、故障状态信息甚至时间标记事件等其他信息也可以存储在片上非易失性存储器中，并在将来某个时间报告这些信息，具有大量数字集成电路的高端系统是这类数字电源的目标市场，而较低成本的消费类产品可能不需要这样的信息。
0 b5 s1 e5 p% W7 ~7 X
( w  V( z  H4 X, R! @  F2 q4 q    第三个也是最野心勃勃的数字电源含义是，用数字电路彻底取代开关稳压器中的所有模拟电路。据说这样将使开关稳压器更容易设计、配置、稳定、调节和销售。更进一步的理由是，通过编写几行简单的代码，一个核心数字电源集成电路就可以配置成升压稳压器、降压稳压器、负输出、SEPIC、反激式或正激式转换器。正是数字电源的这个含义最难以理解，因为从根本上来说，电源是模拟的。甚至用ADC和DSP取代误差放大器和脉冲宽度调制器的数字开关稳压器也仍然需要电压基准、电流检测电路和开关或FET驱动器。此外，电感器或变压器和电容器在实现数字电源时也是不能没有的。( [% `& V9 ?6 c, y+ C. q# {4 c4 _
( N( I! T* h3 c
[ 本帖最后由 licsic 于 2007-12-1 14:48 编辑 ]

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作者: torriesuya    时间: 2007-12-4 12:03

那如果做一个电源管理芯片部门的产品工程师应该从哪里入门，又没有一些入门的介绍？

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作者: licsic    时间: 2007-12-10 20:52     标题: RE#30

那如果做一个电源管理芯片部门的产品工程师应该从哪里入门，又没有一些入门的介绍？( G, [6 Z1 N, C* L
) ]9 w) Q; I% x  w$ F

( |' Q! c* b2 O5 l5 {对于线型稳压器（如LDO），可从78xx开始。

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作者: licsic    时间: 2007-12-13 17:16     标题: 数字电源

第二代控制器涌现，数字电源市场起飞不再遥远 7 d% K1 Q' e9 Q3 J
作者：潘九堂  所属类别: 电源管理 I 技术趋势  ; \  V9 C# j! p6 q  L
: H5 x- x# @  I8 J! Q

% K/ ]+ z9 S" m/ y0 b+ I" h - ]/ t! j$ D8 d8 d
. r) |. ]( e7 M: K% ~
. Q. C* _9 l4 I1 E% N' B
4 p- T) B% I# P  i
上网时间:2007年12月01日  
" n8 C5 d0 d2 X2 Y- \+ e( K不久前，市场研究机构Darnell Group在一份报告中指出，2008年数字电源控制器IC的价格预计将与现有模拟产品持平。数字控制器IC的平均价格已经从几年前的6美元降到了目前的3美元以下，预计2008年将跌破2美元。Darnell表示，随着数字与模拟控制器解决方案价格趋同，更多、更符合具体应用的第二代控制器推出，数字电源软件开发GUI持续改善，以及市场更加了解数字电源技术等因素的推动，数字电源产品生命周期的“引入”阶段接近结束，数字电源市场将迎来加速增长。
+ G6 m& y! ]5 x8 p( k& P. A$ N: ~
$ H, ]7 Y9 }. \5 C  z; z+ U5 I' X2 C1 ?4 J) w$ n  N3 f* P5 ?8 z% F
数字电源市场引入期将结束，即将引来快速增长期。  A; l9 Q* z% e0 I# [

' D5 x& c" V+ B9 X% L# Y: y
" f5 ~  n6 e* x/ J9 l这对数字电源产业无疑是一个非常好的消息。虽然数字电源被炒了很多年，但市场状况却是数字电源概念混乱，供应商的产品五花八门鲜有大批量产出货的成功案例，客户大多处于疑惑和观望之中，市场规模一直很小。不过，供应商们纷纷表示，随着市场对数字电源的需求更加强烈、对成本和复杂性误解的消除，以及更多更好数字电源产品的推出，未来2~3年内数字电源市场将有望起飞。; D6 c! K' R2 y' s3 M% A4 d

; Z  a: v! o2 g" E6 {/ E# o
6 L* d+ |# a9 h4 L$ A4 j数字电源的概念：区分数字控制和数字管理+ W1 f/ u9 b5 Y, C% R' ~3 g, {/ b
0 n" u( b9 V# j. p1 D' h0 v
( }& P. B0 ?. j% `
就像所有的新技术一样，数字电源的概念也充满了混淆和噪声，这主要是缘于不同的人对数字电源有不同的理解，不同的供应商有不同的技术路线。为了理解数字电源的概念，就需要区别数字控制和数字管理两个词汇：前者是指利用数字方法实现功率转换控制回路，是数字电源的核心；而后者是关于一个或多个电源之外的通讯和控制，例如通过I2C通讯总线支持一些数字化配置和数字化监控，常常被“误解”为数字电源。
$ g; T7 M$ k: W% O; L$ c. \% j$ t) M

, p- b/ J* l0 R- u, T3 miWatt公司系统设计和技术总监郑俊杰表示，谈到数字电源，最大的混淆在于数字控制电源(digital power control)和数字管理电源(digital power management)的不同，“管理”指的是对于电源开关时序、保护切断及自我诊断等，数字电源在这里不仅指“管理”，也包括“控制”，控制是核心。' _4 Z7 b% [: ~6 k% ~2 U7 q

- ?- a$ U7 c& m, c4 g/ T* O) R: g
郑俊杰指出，通俗地讲，数字电源就是利用数字化的方法对电源的输入输出进行控制，以实现电源工作于最佳状态，数字电源中的“数字”只是一种控制方法而已。他强调说，数字电源和模拟电源主要区别在于如何处理反馈信号，数字电源是基于时钟的离散数字信号频域控制，数字控制平台包括常见的DSP处理器、单片机、PAL、GAL和FPGA等，实现方式大致分为用户可编程控制和预固化两大类，模拟电源完全是在时域控制。
: J* Q4 M$ O' p' Y5 Y0 ]9 L
- c3 R  B" \9 B/ i8 L( b! N
/ H3 [' m) ]* p2 r# E5 z" { # N$ k- G$ D8 F$ ^% L
Deepak Savadatti：数字电源应该包括数字PWM回路、电源管理以及通讯。4 e6 B5 t! ]) q; A3 U  o) X" p
! B, }1 i" ?! M+ {+ e# f
" `7 f1 e# O, v) C3 W1 q+ b
Primarion公司营销副总载Deepak Savadatti也指出，数字电源这个术语一直广泛用于只是I2C这样的通讯连接，或者时序控制和追踪等通讯与电源管理功能，真正的数字电源应该包括数字PWM回路、电源管理以及通讯。他表示：“数字电源是把传统模拟功能集成在密集的混合信号CMOS数字控制器件之中，并以数字方式闭合反馈回路。这种方法简化了回路补偿，而模拟解决方案涉及多个芯片组，用于完成功率转换、通讯接口和电源管理等任务。”& F/ a  H( ~9 N3 U2 f

  t( G7 A, c# ?  {& B' V( m0 @3 d& \" N, T  [9 ?+ e
郑俊杰进一步解释说，数字电源本身并不是一个新概念，它的定义一直在不断完善扩充。早在20世纪80年代，MCU或微处理器已被开始用于对电源的启动保护上，被称为智能电源，但这还不是真正意义上的数字控制电源，因其核心控制依然是模拟时域控制，“数字”控制功能仅仅是辅助保护而已，尤其是开关通信电源。随后DSP处理器出现，由于DSP完成一条指令要比MCU快很多，这对提高反馈回路的响应速度十分关键，数字电源真正开始受到重视，并且不断受益于半导体制造工艺进步带来的成本、功耗、延迟时间和运算速度等性能上的改善。数字电源控制器也从最初的MCU和DSP转向了目前的专用硬件方案。
% }1 A, A$ P7 P  ^( f8 f3 F$ t8 v# u1 w  W% q
7 z9 W3 q1 A) p$ Z
数字电源的历程：四个层次产品
2 x# Q- t9 p+ p- P: A/ Q2 C5 u/ z$ x8 j. O) k  v/ R# L

: [6 j4 d9 @, k( B& r" p
& f1 L- w- `" X9 OJim MacDonald：数字电源控制器可以分为四个层次。
$ l9 V9 j, m, E7 G! t; n' O ( l- ~" s+ m" s
% G5 S# D% W  t3 }
为了全面评价不同“数字”电源器件之间的区别，Zilker Labs公司产品营销副总裁Jim MacDonald更是把数字电源控制器为成了四个层次，以更容易识别和比较各类电源以及它们的关键优点。8 m% a; f' O4 D' j) H7 W2 I) {* G
  A1 i: m4 y4 ]9 |& }7 D, z# j

& e4 d3 h# ?! [; o层次1：不具备功率转换功能的数字管理电源。此类器件只能够管理和监控电源电路的一些基本参数，功率转换工作由另外的控制器IC完成。这种电源管理器IC用于控制一些简单的功能，如软启动和时序，这些功能利用模拟元件难以实现。它也用于监控一些基本的转换器或环境参数，如电压与温度。" I: T. \6 M) g5 ^0 z: u
0 _# k2 O# V! E7 X: V% R4 d

5 R! f: D9 l- I: A. }层次2：具备模拟功率转换回路的数字管理电源。此类器件在单一IC中集成了一个传统的功率转换器与一个数字电源管理器。有些器件可能提供以数字方式设定输出电压、开关频率和其它参数的能力，但由于转换回路仍然是模拟的，因此许多功率转换设置是利用硬连线元件(如回路补偿、UVLO level和故障临界值等)进行配置的，只能通过更换元件作调整。上述数字电源管理器件也提供监控功率转换参数(Vin、Vout、Iout、温度、以及Fsw等)和状态信息(OV/UV、OC/UC、OT故障状态等)能力。
, F' N, n9 F$ H* E5 G& k/ @8 F. W& i* F3 k% Z" w

+ ]" G8 o* `3 t  N; \层次3：具有混合数字功率转换回路的数字管理电源。此类器件使用混合式功率控制回路架构，该架构中包含模拟与数字元件，因此不需要为功率转换回路编写软件，从而简化了设计过程。此类器件还能提供自适应优化程序(routine)，可以随着运行条件的变化而自动调节性能。这些自适应程序的例子可能包含相位增加/减少、二极管模拟和脉冲跳跃。此类器件还可以轻松地集成驱动器和功率FET，因为它是混合模拟/数字制造工艺，允许较高的集成度。3 Y, m& W: x  U

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! C5 B" q$ ]! G. I1 D6 c$ c层次4：具有“软”数字功率转换回路的数字电源管理。此类器件与层次3器件具有许多相同特点与功能，但它使用纯数字控制回路(微控制器或DSP)，需要用户编写软件来实现功率转换回路。此类器件通常还使用极低电压制造工艺，以使微控制器或DSP达到性能和功率要求，因此驱动器和功率FET总是外置的，这将导致集成度下降。$ Y3 M& @/ Q; e

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- v" D; i9 |5 l根据严格的数字电源概念，层次1和层次2是数字管理电源，并不是真正意义上的数字电源，它们大多是TI和Microchip等传统厂商推出的一些早期产品，如TI的电源管理与监控芯片UCD9080。层次3和层次4则是真正意义上的数字电源产品，iWatt、Zilker Labs和Primarion等初创公司的产品都属于层次3，他们在推动数字电源发展上走在了前头。而层次4的产品通常来源TI、Microchip等传统处理器厂商，如Microchip于2006年推出的16位dsPIC数字信号控制器(DSC)dsPIC30F1010和dsPIC30F202X，TI基于C2000 DSP的可编程TMS320F28x控制器。
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Zilker Labs的全数字转换和管理IC能够集成几乎全部典型的外部元件，这些元件与设定输出电压、软启动定时、回路补偿、电流限制、UVLO level和其它功能相关。Zilker Labs在单一IC中支持全部功能：时序、追踪、输出边限调整(margining)和监控等，可以帮助简化整个系统的电源设计。此外，Zilker Labs器件还集成了偏置LDO、驱动器和/或功率FET，进一步简化了电源设计工作，使开发人员能够利用最小的PCB面积实现智能的可配置电源。MacDonald表示：“我们下一代产品的关键进步将是采用自适应算法，允许电源系统自动适应负载或系统条件的变化，在不需用户干预的情况下使效率最大化。这些功能可能包括轻负载算法，如脉冲跳跃、二极管模拟和相位增加/减少。”
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和Zilker类似，Primarion通过把电源管理和功率转换功能整合到单一芯片上面，以及采用板上非易失性内存提高集成度。Primarion提供一站式服务，可以满足用户的全部数字电源需求，包括驱动器、集成功率级和GUI软件。Primarion提供面向CPU(VRD/VRM)、内存、POL和图形的全套数字电源解决方案，覆盖三个主要领域：服务器，图形和数据通讯。
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0 B( v( q2 H- F+ f. x6 e与上述厂商偏向DC-DC应用不同，iWatt是全球第一家推出AC-DC数字电源控制芯片的公司，先后推出了iW2202 AC/DC单级功率校正控制芯片和iW1688/89/92/90系列针对小瓦数的AC-DC电源适配器数字电源控制芯片，这些芯片已广泛用于手机充电器、MP3/无绳电话等适配器以及LED照明等。郑俊杰是iW1688/89/92/90系列产品的主要系统架构设计者，拥有多项专利技术。5 u& [4 a$ d' W9 u2 |1 N' f1 g
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Bill Hutchings：数字电源发展的障碍正在被扫除。
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$ r2 h5 y" g% F4 a) |在数字电源市场上一直采用渐进策略的Microchip也于去年推出了层次4产品。Microchip数字信号控制器部门产品营销经理Bill Hutchings表示，该公司用于开关电源和数字功率转换应用的dsPIC数字信号控制器带有很多必要的外设，因此所需的外部支持芯片很少，元件数比其他厂商少50%，片上集成了功率PWM、ADC、精确振荡器、通信外设、单电源电压、闪存和RAM、以及功率因数校正等。Hutchings强调说：“我们相信从模拟电源到数字电源的转变是渐近的，我们提供一系列广泛的方案，以便客户能够实施最适合他们产品需求、设计团队资源和经验的数字控制层次”。
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严宗福：摩尔定律将继续提升数字电源性能和降低成本。4 D' H1 J/ C% f6 J2 B

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如果说层次4是第一代控制器的话，那么层次3就是第二代控制器，并已经成为未来发展趋势，过去一年中，很多传统和初创公司推出了第二代控制器产品，如TI的UCD91xx/92xx系列。TI亚太区电源产品技术总监严宗福介绍说，TI提供软件及硬件两种数字电源方案，一为DSP形式，利用软件来实现电源控制，它应用范围很广，可依客户在应用上的需求做修改，价格较高但灵活性很大；另一种是整合MCU及加速器功能的硬件实现电源控制，加速器主要是针对电源反馈回路高速度运算的功能，它专为电源控制而研发，整合的架构拥有价格上的优势，如UCD91xx/92xx系列。
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数字电源市场：成本和复杂度是主要障碍？6 b$ b5 w- C- H

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% y5 M: L: Y( }" w5 G. v尽管过去几年来，数字电源一直是一个热门话题，但并没有得到大量应用。iWatt的郑俊杰表示，业界已普遍认识到传统的“放之四海而皆可用的”的通用IC不再适合未来的发展，数字电源作为模拟电源的延伸与提高，其发展才刚刚开始。
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Zilker Labs的MacDonald认为，这既有市场原因也有技术原因，从需求层面来看，直到2006年，用户才开始遇到不能利用现有模拟方案解决的系统电源管理新问题。这些新问题包括PCB面积限制、电源监控要求和效率限制(如“绿色”、“80+”和类似要求)，已迫使用户考虑数字电源器件，这些器件可以在整个负载范围内提供更高的效率，同时仍能节省PC板面积。从供应层面看，直到最近，可用的产品数量仍然不多。数字电源IC制造商应该提供全系列产品，使客户的整个电源系统改用数字电源。目前各公司推新产品的速度都在加快，帮助用户更容易准确地选择所需的产品。
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但MacDonald表示，现已看到许多客户开始使用数字电源，而且这些客户将在2007年末和2008年推出采用数字电源的新产品。将引领这个趋势的应用包括电信系统(交换局、ATCA、MicroTCA以及网络等)、服务器、存储系统和工业计算。另外也看到电源模块和电源厂商正在开发新产品，以帮助支持这些更愿意购买全套电源而不是自己设计电源的客户。他透露说，虽然目前尚未公开宣布，但Zilker Labs在以下市场获得了design win：电信与网络系统(ATCA、MicroTCA、千兆位以太网、手机中继器)，计算服务器，自动测试设备(ATE)，高端游戏PC，视频点播(VOD)以及电源模块。2 P5 O5 U" ]5 W# u1 o, Z

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( D) h" Y& |/ s6 zMicrochip的Hutchings也表示，一些数字电源发展的障碍正在被扫除，包括小尺寸、高集成度和成本效益的控制器方案可满足广泛终端系统功率转换器需要的性能；设计团队对于数字电源的经验和知识的增长；以及市场明确理解采用数字电源给终端系统电源产品带来的商业和技术益处。
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: U/ y# N' k' ISavadatti则认为，数字电源发展最大的障碍是业界对其的误解！他表示，业界对数字电源有三大关键误解。一是昂贵。其实这是不正确的，和需要系统通讯与多个电压轨的现有模拟解决方案相比，数字电源BOM成本较低，数字方案消除了昂贵的额外时序控制器/电源管理器IC。二是复杂和需要编程，这也是不正确的。通过用户友好的图形用户界面(GUI)来输入和选择用户参数，不需要任何编程，数字电源简化了设计任务。他解释说，模拟设计需要多次反复，费时费力，在确定设计之前需要对无源元件进行数次的焊接与拆焊。模拟设计需要数几个小时或者几天的时间，而数字设计只需要几分钟。数字设计不需要任何关于Z转换的知识，只要求用户输入参数，所有的计算都由GUI在后台完成。三是未经过实际验证，这又是个不正确的认识。Primarion已向大型OEM厂商出货逾1,000万个产品，现场故障为零。
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7 P4 b- Y# Q8 gSavadatti强调说，随着系统设计师评估其各种选择，第一个与成本有关的误解将会自然消除。第二个误解比较麻烦，是阻止数字电源解决方案得到广泛接纳的最大障碍。这种误解认为，数字解决方案十分复杂，需要大量投资于培训，而且为具体的应用进行客户化需要较长的设计周期。那么值得为此投入设计时间吗？可以证明这是值得的，但幸运的是开发人员不需要进行这种选择。数字电源解决方案使开发人员摆脱了解决方案的底层复杂性。就像PC用户不必知道基本代码就能使用应用程序一样，电源设计师也不必知道如何给数字电源编程就能享受它的好处。
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* _6 E+ a! C" Y根据Darnell的报告，数字技术在价格方面现在已经与模拟解决方案不相上下，预计未来几年将得到主流市场的采纳。Primarion一家的出货量已经超过了1,000万个，许多设计都接近产量提升阶段。
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, t  F) d( Q1 J' B' s9 C% q/ o模拟还是数字：性能、复杂度和效率( f9 ?3 T6 g+ b  h% g/ _6 x

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数字电源会在哪些领域取代模拟电源，系统开发人员如何确定选择哪一种电源？郑俊杰认为，不论任何技术，评价的标准不外乎整体成本、整体性能、可扩展灵活性、可靠性、可测试性及可确定性和产品上市时间，上市时间应该是首要的标准，显然数字电源在这方面具有较大的优势，例如iWatt可以根据客户的要求进行量身定做，时间可以短到几天。
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TI的严宗福表示，目前数字电源主要是应用于对可靠度及性能要求极高的应用，例如通讯用的整流器、UPS等，进一步的普及还要靠厂商提供完善的设计工具，以及客户的软件编写能力。另一方面，许多新电源的设计都要求转换效率更高，瞬时响应要更快，数字电源能很容易根据负载变化而改变工作模式来符合新的要求，这也有助于推广数字电源的应用。他强调说：“在摩尔定律持续推进下，控制器的成本有望降低，而功能更强，这有助降低数字电源的成本及提高它的性能。”
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Zilker的MacDonald则指出，如果市场只要求电源把一个电压转换成另一个电压，不需要任何特殊性能或者功能，则模拟方案就足够了。但是许多新设计要求时序、追踪、margining、输出监控、更高的效率和自适应故障管理等额外功能。这些趋势正由一些负载器件推动，包括最新型处理器和FPGA。随着这些负载器件日益复杂，电源问题将继续增长，数字电源将继续日益流行。另外，随着数字电源IC制造商开发未来一代器件，这些IC的成本将继续下降，并将允许更多的客户以同样甚至更低的总体成本轻松地选择数字电源并获得更多的功能和更高的集成度。: d* `; O# e9 ]

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用数字电源替代模拟电源是可能的，很多全数字电源产品已经出现。目前全数字功率转换产品已经被电源公司推上了场，包括AC-DC电源、高功率DC-DC转换器以及纯粹正弦波转换器，如在线式和后备式UPS，数字电源也已经普遍用于太阳能或其它可更新能源的转换器系统。Hutchings表示：“数字电源将用于更广泛的较低成本和复杂度的功率转换产品，这主要是因为大量数字电源控制芯片出现的驱动。功率转换OEM正转向数字电源，提供更高性能和更低成本方案。”
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Savadatti则认为数字电源不是要取代模拟电源，而是会开拓新的市场空间。他解释说，数字电源是针对市场对高效可靠电源管理的新需求，现有模拟方案无法满足这种需求。市场对于有成本效益的电源管理解决方案的需求正以前所未有的速度快速增长，为兼顾成本与效率问题的数字电源解决方案创造了发展空间。! B) l% L1 K% q- D; Q/ U
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例如在数据通讯领域，一个电路板已经可以容纳36~40个电压轨，而在计算领域，20多个电压轨驱动主板上的各种ASIC、内存和处理器芯片组也很常见。这种水平的复杂性要求对各种参数进行精确的诊断、控制和监控，这已经超出的模拟PWM的能力。模拟PWM通常是增加一个单独的微控制器，但这会导致系统成本大幅上升，并提高设计的复杂程度，同时还要占用宝贵的电路板空间。因此，当某项应用要求满足系统级需求同时又能充分发挥出数字电源的优势时，数字电源将取代模拟电源。

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作者: dreamfly    时间: 2007-12-13 19:27

引用:

原帖由 teradyne 于 2007-9-12 19:52 发表 ' |' U- S1 S8 W. |; S4 L

6 @6 r8 r1 v6 T5 K9 z6 g+ A可以把你遇到的测试难题提出来，我们也一起看看如何解决，我在目前的工作中也遇到很测试问题
* Y$ J/ Y0 D! L( i: I8 }3 A但基本都是产品本身的问题，或design问题或wafer process问题，努力用程序把缺陷挑出来，! `" I# u: E( r7 s. }# }: E' k
测试工程师还真的了解 ...

7 M9 a- |1 {, E. p2 }5 Q0 R; ]能具体说下如何通过程序能发现产品有design问题或wafer process方面的缺陷吗?很感兴趣..$ W# R( H0 v, z8 H) a; \. K2 u
我接触到的多是只测试直流参数,交流参数好象国内很少有测

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作者: hanzhg2001    时间: 2007-12-27 14:44

dengyixiaba

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作者: psjoe    时间: 2008-2-16 19:28

啊~~这就是我现在最迫切想知道的知识~* M  S: s2 F$ n% }* `

% a3 C- t' {1 U1 a; U7 @9 I! \0 k感谢大家的分享~~希望能了解更多PWM的技术~~

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作者: magic_sss    时间: 2008-3-19 12:01

太好了！收集哦啊！！！多发点好东东！共同进步

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作者: nikey8868    时间: 2008-3-21 00:33

thanks LZ for sharing your experience

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作者: tsht    时间: 2008-4-17 23:54

好难呀，现在对一些简单的比如，LDO  DCDC之类的都搞不定，怎么才能跟上各位前辈

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作者: Rain1232008    时间: 2008-10-23 20:22

不错啊，谢谢呀

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作者: lyia_ictester    时间: 2008-10-24 09:51     标题: 看帖回复

感谢楼主的资料。
! |% e: s  ~) C我从头看到尾，我个人有如下感想。% ?: U- G4 i, o, e- @9 U, m
1。目前国内的电源管理类的半导体IC设计公司，实际很多都是台湾的，真正本土的设计公司都还停留在一些低等的ＬＤＯ产品上。3 J" s; I/ }+ t# f4 P' D
2，一些ＰＷＭ的产品的测试，很多还是需要测试工程师，跟设计人员进行沟通的，不然测试　是很难完成或者很难达到测试的理想结果的。% a/ W+ C6 W) m8 E  K+ r' B
３。但是很多设计公司的产品并不是自己设计的，所以有时候自己也是不知道内部结构的，所以再交到测试工厂的工程师测试，必然会带来很多问题。例如：２５７６，２５９６这些产品８０％ＷＡＦＥＲ　都是管俄罗斯购买的，有时候可能一段时间内，多家工厂遇到同一个产品相同的测试问题（如２５７６　测试烧芯片），大家可以想像他们可能来自同一个地方。6 H8 j* O- T3 t4 c/ |2 e
４。目前３代产品如４９４，２８２５等产品的测试国内的测试厂商完全有能力进行测试，并且吞吐量也是很大，关键是测试工程师的测试能力给卡到这个瓶颈。有以下两个原因导致了这种状况：
# H. W# ^8 A4 q( _9 |# Z　　　　　　Ａ。　工厂以效益为主导，不愿意或没有更多时间，给测试工程人员相关方面　　　　　　　　　的培训，或留出让他们思考和试验的时间。可以简单的认为不注重人员　　　　　　　　　的培养。1 n" w  |. q% Z) f. z
　　　　　　Ｂ。　测试工厂的工程师与设计公司的人员缺乏沟通，或者是设计公司不和其　　　　　　　　　沟通，故导致测试厂工程人员测试开发的难度，和一些测试问题的解决　　　　　　　　　的不合理性，从而导致设计公司对测试厂工程人员的开发能力的怀疑，　　　　　　　　　转而自己开发完成测试，直接投入到工厂中测试，这样测试技术的瓶　　　　　　　　　　颈永远卡在测试厂上，造成恶性循环。从而养成了测试厂工程人员的堕　　　　　　　　　性，对测试只是负责ＳＥＴＵＰ，测试的开发能力提高很慢，这样整个　　　　　　　　　公司的技术发展也会被卡在一个层面上。

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作者: youquan    时间: 2008-10-24 10:45

想问一下各位大哥,工业生产测量时都测了一那些项目呀.还有相应的测试原理. Current Limit , minimum Current等等项目的测量原理是怎样的.

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作者: licsic    时间: 2008-10-27 09:31     标题: RE:40#

辛苦了！
* R0 n: f' Q% G: c* I2 G! H+ O. _+ R' i! H
1，目前，2576等已有国内设计流片，且较俄罗斯或白俄性能为好，出货量已经很大。
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2，关于测试，可能厂家有差异，总体来讲，测试厂测试和设计公司已经较完善解决问题。一些更复杂的power ic也可以较好解决。) b: {3 w2 `9 K0 F
4 P  B" U! B# }- Y. m- j
3，现在国产POWER IC与TI/FAIRCHILD/ON/NS等有差异的是，国内测试很少测试ESD、雪崩特性、绝缘性能，产品的这些参数在实际260度上板应用中有千分之5到1％的失效，加入测试赛选后可保证量产应用时的高良率、高质量要求。

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作者: doll    时间: 2008-11-5 15:07

感谢licsic兄分析啊

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作者: jade    时间: 2008-11-16 14:46

楼主总结得很全面,谢谢了!  o& }. O1 q6 D1 g
能否增加TRIMMING的内容?这样就更全了.

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作者: zzg38b    时间: 2009-2-16 21:18     标题: 回复 15# licsic 的帖子

收太多了！

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作者: zzg38b    时间: 2009-2-16 21:19

不过感谢分享！

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作者: stonewoo    时间: 2009-2-17 12:23

kankan 谢谢楼主

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作者: licsic    时间: 2009-2-18 17:13

LZo7年的资料了，到09年现在，锂电管理IC，AC/DC特别是节能灯电源，LED驱动IC，CLASS D（及A/B类）等也已经大批量国内设计、流片、封装、测试了。

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作者: goodted    时间: 2009-2-18 20:20

电源管理芯片！！

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作者: 虾米陶然    时间: 2009-2-19 16:28

要做毕业设计  查资料啊

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作者: 虾米陶然    时间: 2009-2-19 17:03

很好的资料！学习！

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作者: james_zhang    时间: 2009-2-27 17:12

确实如各位专业人士所说的，电源IC如此

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作者: yqcheer168    时间: 2009-3-7 16:59

讲得很好，最好有通用测试原理共享

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作者: chuyen    时间: 2009-3-12 12:34

好主題，值得一看

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作者: phdg    时间: 2009-3-13 16:44

太好了....

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作者: 潇飞雨    时间: 2009-3-24 08:47

确实不错，好东西！

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作者: ZhLSnAiL    时间: 2009-8-27 17:05

楼上 07 的讨论，我在09年看，还是很有用。。

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作者: janphee    时间: 2009-12-15 16:07

做LDO的这几家公司,哪家势力比较强呢?
/ F: G# ]7 ^) v# |  k6 r* `: dMICREL  Sipex 等?

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作者: zhuhuajun9640    时间: 2009-12-31 17:07     标题: LDO

LDO可以参考TI的资料，它的产品线比较全，资料也是很全。TW公司的资料就几乎没有了！

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作者: ufei2006    时间: 2010-1-3 09:16

很好收藏了

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作者: apc2009li    时间: 2010-1-25 19:22

要测试什么， 能测试什么， 关键 要有一个很好的DFT。 大的公司， test engineer会和DFT engineer 一起讨论怎么测试， 怎么在设计中插入TPs (test points), 或者在wafer level, 或者在packaged level.  如果只是简单的测试datasheet后面的参数， 你觉得test coverage能有多高？ ! {) D3 I2 _* p
. p+ C6 p, B" F' a6 `) |
测试成本： 对于Power IC芯片来讲， 测试成本是一个很大的问题。 有时候想：你需要因为一个（比如PSRR)参数， 用到AWG， DCP等等然后去DSP计算这样耗时的测试？  很多公司不愿意， 因为这不但是测试时间的增加， 还是设备的投入。 而测试成本的一部分， 是测试设备决定的。 ' X8 ^: |. F3 p
5 [# {; @' E3 I: U, H
怎么有效的降低测试成本并且提高test coverage, 是需要设计工程师和测试工程师同时考虑的问题。

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