致工程師系列之一：直擊電源設(shè)計(jì)不同階段痛點(diǎn)
出處：泰克科技 發(fā)布于：2020-02-28 13:51:51
在節(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，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。
電源測試工程師在做電源測試過程中都會(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)品終這四個(gè)階段，每個(gè)階段都會(huì)面對(duì)不同的痛。
什么才是電源測試工程師所關(guān)注的測試難點(diǎn)？走訪了百位測試工程師，泰克將工程師的測試痛點(diǎn)總結(jié)出來，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)確測試功率主要損耗開關(guān)器件及無源器件的工具及方法。
階段1：功率器件選擇的痛點(diǎn)
對(duì)市場新推出的低功耗IC 及功率器件特性無法準(zhǔn)確把握？是否真正在自己的電源設(shè)計(jì)中發(fā)揮的作用，缺少一種簡單經(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)行測試，尤其基于橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在不同的負(fù)載條件測試IGBT及相應(yīng)的二極管的特性？成為工程師非常頭疼的問題。
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)注的問題，擔(dān)心某測試帶來誤導(dǎo)。
作為開關(guān)電源做主要的器件，MOSFET和IGBT成為影響電源整體效率主要的因素，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。新型開關(guān)器件技能實(shí)現(xiàn)低開關(guān)損耗，又能處理超高速的dv/dt轉(zhuǎn)換，且支持超快速的開關(guān)切換頻率，帶來的測試挑戰(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)常提到的開關(guān)損耗、輸入電源質(zhì)量、輸出紋波測試等以外，我們還會(huì)涉及到環(huán)路響應(yīng)測試，通過環(huán)路響應(yīng)測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，不但要測試電壓，電流大小，還要對(duì)輸出的紋波進(jìn)行準(zhǔn)確的測試，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，如何性通過IEC61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)一致性測試？
對(duì)于電源產(chǎn)品節(jié)能非常重要，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)品終的痛點(diǎn)
電源在上市前需要通過CE，其中非常重要的就是EMC 一致性。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，性通過呢？
電源產(chǎn)品一道工序需要進(jìn)行長時(shí)間烤機(jī)測試，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)值得信賴的測試，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。
電源設(shè)計(jì)開發(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，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。
電源測試工程師在做電源測試過程中都會(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)品終這四個(gè)階段，每個(gè)階段都會(huì)面對(duì)不同的痛。
什么才是電源測試工程師所關(guān)注的測試難點(diǎn)？走訪了百位測試工程師，泰克將工程師的測試痛點(diǎn)總結(jié)出來，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)確測試功率主要損耗開關(guān)器件及無源器件的工具及方法。
階段1：功率器件選擇的痛點(diǎn)
對(duì)市場新推出的低功耗IC 及功率器件特性無法準(zhǔn)確把握？是否真正在自己的電源設(shè)計(jì)中發(fā)揮的作用，缺少一種簡單經(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)行測試，尤其基于橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在不同的負(fù)載條件測試IGBT及相應(yīng)的二極管的特性？成為工程師非常頭疼的問題。
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)注的問題，擔(dān)心某測試帶來誤導(dǎo)。
作為開關(guān)電源做主要的器件，MOSFET和IGBT成為影響電源整體效率主要的因素，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。新型開關(guān)器件技能實(shí)現(xiàn)低開關(guān)損耗，又能處理超高速的dv/dt轉(zhuǎn)換，且支持超快速的開關(guān)切換頻率，帶來的測試挑戰(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)常提到的開關(guān)損耗、輸入電源質(zhì)量、輸出紋波測試等以外，我們還會(huì)涉及到環(huán)路響應(yīng)測試，通過環(huán)路響應(yīng)測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，不但要測試電壓，電流大小，還要對(duì)輸出的紋波進(jìn)行準(zhǔn)確的測試，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，如何性通過IEC61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)一致性測試？
對(duì)于電源產(chǎn)品節(jié)能非常重要，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)品終的痛點(diǎn)
電源在上市前需要通過CE，其中非常重要的就是EMC 一致性。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，性通過呢？
電源產(chǎn)品一道工序需要進(jìn)行長時(shí)間烤機(jī)測試，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)值得信賴的測試，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。
關(guān)鍵詞：電源設(shè)計(jì)
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