新手也能懂：DCDC基础测试之效率测试-感算商城

效率是电源测试中十分常见的测试项，高效的电源表现是众多厂家一直追求的目标。在芯片的规格书中，一般会提供几种常见输入输出应用下的效率曲线。当我们实际的应用范围与规格书上不同，或者在demo板的基础上我们进行了其他改动时，就需要重新进行效率测试。本文就来讲一讲如何进行效率测试以及一些注意事项。

PART 01

测量值

根据效率的计算公式可知

在测效率时，需要测得输入电压Vin、输出电压Vout、输入电流Iin、输出电流Iout这四个值（或者输出功率Pout和输入功率Pin），进行计算，即可得到最终结果。

PART 02

四表法以及注意事项

那如何准确地获得以上四个数据呢？最常见的方法是四表法，即同时使用四个万用表。以Buck电路为例，连接示意图如下：

常见的万用表都是同时具有电流档和电压档的。测量电流时，需将万用表串联在电路中，调至电流档，并注意电流流向。一开始建议使用安培档，若是显示位数不够精确时，再更换至毫安档进行测试。用毫安档进行测试的情况下，要注意在增大负载电流时，电流是否超过毫安档量程（一般在400mA）。一旦超过量程，会导致万用表内保险丝烧毁，更换保险丝后，才能继续使用毫安档进行测试。

测量电压时，则是需将万用表并联在板端的输入和输出，调至直流电压档，注意正负极不要接反且连接线尽量短。不要接在电源端和负载端去读取数据，这样会较多地计入连接线上的产生的损耗，影响测试结果。

若是遇到测量的电流超过万用表量程的情况，可以用量程范围较大的功率计测量输出功率，也可以用电子负载读取。若需要用电子负载直接读取输出部分的数据，建议使用圆形接线端子，一端直接焊在demo板上，另一端连接至电子负载，这样测试产生的损耗比用鳄鱼夹连接到板端产生的少。

若是对数据精度的要求较高，可以将以上普通万用表均替换成数字式高精度万用表。

PART 03

测试步骤

以简单的Buck电路为例，效率测试的步骤大致如下：

确定需要测试的条件：输入输出电压以及输出电流。在轻载电流部分，需要多取几个点；重载部分，取点间隔可以稍大。例如，Iout=0-6A，测试点可取：0A, 0.1A, 0.3A, 0.5A, 0.8A, 1A, 1.5A, 2A, 2.5A, 3A, 3.5A, 4A, 4.5A, 5A, 5.5A, 6A。
确认测试板在所有测试条件下都工作正常：输入输出电压正确，观察SW波形，在轻载和重载时SW波形都正常，无啸叫和异常发热。
断电，按照连接示意图，将四个万用表接入电路，电流表置于安培档位。连接完成后，重新上电。
上电后，即可按照测试条件，慢慢调整负载电流，需要等万用表上数值稳定后，再记录测试数据。输入电压可能会随着负载电流的上升有所下降，低于测试条件。此时，需要适当抬高输入电压，尽量保持测试输入电压的万用表上的数据与测试条件一致。

PART 04

效率曲线

除了将测试到的Vin, Vout, Iin, Iout填入表格，得到相应的计算结果。为了更直观地表现结果并与其他芯片做对比，我们一般都会画出效率曲线。

通常，DCDC电源的效率在轻载时较低，最高效率点出现在较重载的时候。效率曲线较为平滑，如果画出的效率曲线出现突然上冲或者下落的点，可以重新测试那一点的效率，确认数据的正确性。

PART 05

实操小贴士

通过以上内容，我们了解了对于一块标准demo板该如何进行效率测试。

在实际应用中，情况可能要复杂一些。很多应用中会包含前后级的电源电路，如以下示例。此时，若我们想要对中间某部分电路进行单独的效率测试，在测试时就要注意排除其他影响。此处以Buck3为例。对于电压信息的采集，还是与之前讨论的一样，直接将两个万用表分别接在Buck3输入输出电容处即可。而对于电流数据的采集就需要引起注意。

前级电路Buck1，（此电路的输出为Buck3的输入）对Buck3的效率测试影响不大。故只需要将电源以及测试输入电流的万用表串接在Buck3的输入电容上即可。Buck2和Buck4作为与Buck3共用输入的同级电路，通常他们的Vin铺铜都会连接在一起，就会导致这三个电路同时开始工作。那么就需要暂停Buck2和Buck4的工作，例如断开他们的EN上拉电阻或者拉低芯片的VCC pin等。若是Buck3还有后级工作电路（此电路以Buck3的输出作为输入），那么也要对它们做相同的操作。确认在提供12V电源后，板上只有Buck3这一路正常工作后，然后再将电子负载与测试输出电流的万用表串接在Buck3输出电容上进行测试。

为了避免以上复杂的操作，也可以在前期设计电路时在前后级电路之间串联0ohm电阻方便后续调试。