在本期内容中，我们将深入介绍负载瞬态测试以及简化复杂测试的详细知识。
微处理器和应用特定集成电路 (ASIC) 对电源的要求较为苛刻，需要低电压、高电流的电源供应，并且此类电源通常对输出电压偏差有着非常严格的要求，尤其是在负载瞬态事件发生时。这使得测试此类电源成为设计人员面临的一大挑战，同时也增加了确认电源是否符合规范的难度。
在进行负载瞬态测试之前，我们首先需要了解所有的瞬态规格，这有助于我们合理设计电源，同时也能明确这些规格在测试中的具体应用。典型的瞬态规格包括：
- 负载阶跃大小：可以以安培为单位进行表示，也可以用占满负载的百分比来衡量。
- 瞬态事件期间的负载：在某些情况下，该值可能为零。
- 负载阶跃的压摆率：通常以安培 / 微秒为单位，它反映了负载电流变化的速率。
- 阶跃两个边沿支持的电压偏差：这一参数体现了电源在负载阶跃时对输出电压稳定性的控制能力。
- 预期恢复时间：即电源在负载阶跃后恢复到稳定输出状态所需的时间。
下图展示了通常如何定义这些规格的示例：
在了解所有规格之后，我们便可以尝试设计能够满足要求的电源。然而，要满足测试要求往往并非易事。例如，常见的要求可能包括 1V 输出电压、100A 负载阶跃和 1000A/μs 压摆率。在大多数测试情况下，待测电源和负载之间的电感成为了限制因素。在实际系统中，为了限度地减少寄生电感，电源通常会紧邻其所供电的负载放置。
接下来，我们将比较几种可用于测试给定电源负载瞬态响应的方法，每种方法都有其独特的优缺点：
- 外部电子负载：这可能是测试瞬态响应常用且方便的方法。大多数负载都具备可轻松设置电流电平和转换时间的模式。但该方法的主要缺点是压摆率受限，这主要源于外部接线或实际负载的限制。
- 外部瞬态电路板：在压摆率方面，外部瞬态电路板通常表现更为出色，但灵活性有所降低。根据设计的不同，负载瞬态电路板可能会在电流、热耗散或压摆率方面受到限制。由于瞬态电路板从外部连接，接线通常会成为限制压摆率的因素。此外，对于每个需要测试的电源，都需要对电路板进行调整或配置。
- “场效应晶体管 (FET) 冲击”：这是一种能够获得高速瞬态结果的快速、直接方法。可以通过电阻器将金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 从漏极连接到源极，或者直接连接到电源的输出端，并使用函数发生器控制栅极。由于外部接线较少，寄生电感显著降低。然而，这种方法的测试过程可能难以控制和实现可重复性，可能还需要对印刷电路板 (PCB) 进行修改。此外，测量实际负载阶跃电流存在一定困难，测量值可能不准确。
- 板载瞬态发生器：在尝试测试高电流、高速瞬态的性能时，板载瞬态发生器会非常实用。可以按照确切的负载瞬态规格设计电路。但该方法的主要缺点是元件会产生额外成本，并且会占用一定的空间。此外，灵活进行多种不同的测量可能既困难又耗时。板载瞬态发生器的设计也可能非常复杂，它可以像由 555 计时器控制的电阻器和 FET 一样简单，也可以像下面所示的复杂设计一样，采用尺寸更小、开关速度更快的多级 FET，可实现 1000A/μs 的压摆率。
- 基于插槽的瞬变测试仪：这是成本的一种方法，原因在于工具本身可能价格昂贵，而且 PCB 的成本也十分高昂。但对于一组给定的处理器要求，却可以获得准确的结果。处理器或 ASIC 制造商经常开发此类工具，它们是专为满足特定的测试条件而构建的。
以下表格总结了不同瞬态测试方案的特点：
测试负载瞬态是电源设计和合规性的重要组成部分。测试装置中的寄生电感会阻碍实现所需的压摆率。希望本文介绍的各种方法可以帮助您避免这个问题，从而更有效地进行高压摆率负载瞬态测试。
