兰英，黄宇，徐灵飞

　　（成都理工大学 工程技术学院 电计系，四川 乐山 614007）

       摘要：在硬件板卡设计中，对硬件板卡的供电电压范围都有一定的要求，为了方便验证同一批次产品中每张板卡供电电压范围的一致性及板卡跌落电压检测电路是否能有效工作，利用TPS5430DDA开关电源芯片提出了一种板卡拉偏电压自动控制的方法。该方法易于实现,电路简单，可应用于整个生产测试环节。

　　关键词：TPS5430DDA；硬件板卡；电压拉偏；电压跌落

　　中图分类号：TP306+.2文献标识码：ADOI： 10.19358/j.issn.1674-7720.2016.24.010

　　引用格式：兰英，黄宇，徐灵飞．硬件测试中自动控制板卡电压拉偏的方法［J］.微型机与应用，2016,35（24）：34-35.

0引言

　　在大多数板卡设计中，针对客户对硬件板卡供电范围的要求，需要在研发阶段进行验证。因此，对批量硬件板卡相关指标的测试尤为重要，其主要工作就是对工作电源电压进行拉偏控制，并对电压跌落信号进行测试。

　　本文以某主板测试案例为例，说明测试中自动控制板卡电压拉偏的方法。该主板（产品）工作电源为5 V（1±5%），并在背板连接器（主板和测试工具板之间的连接器）中定义了电压跌落（XVccFALL#）信号引脚，要求输入电压跌落时，该引脚能输出跌落指示信号。

　　为了验证每张板卡供电范围的一致性及板卡的电压跌落检测电路是否能有效工作，在实践中，主板配合硬件测试底板（测试工具板）实现了输入电压拉偏控制，并针对XVccFALL#信号进行自动化测试，无需人工值守，方便在生产测试环节中使用。

1需求分析

　　从需求来看，验证板卡电压工作范围和电压跌落指示信号很简单，将板卡输出电压改为4.75 V~5.25 V之间，检测XVccFALL#信号高低状态即可，刚开始准备使用可调电源调节输入电压并检测跌落信号电平，但无法与测试程序自动结合起来，仅能作为手动测试项，调节起来比较费时费力，且在一些特殊试验时会加长电源导线，不容易针对板卡末端电压准确控制与测试。因此，提出以下几种实现方法。

　　（1）底板准备几组固定的电源电压，用主板输出离散量控制场效应晶体管（MetalOxideSemiconductor FieldEffect Transistor, MOSFET）或继电器切换输入电压。

　　此方法调试简单，但需要几组电源，无论是使用外置电源还是电源芯片产生，都会增加对资源的要求，继电器切换又存在寿命短、耐振动性差等问题；MOSFET切换也存在不同电压间隔离、缓启动电路等问题（若不考虑缓启动的话会对输入电压带负载能力提出更高要求）。

　　（2）底板使用一个可外部设置输出电压的电源芯片，使用主板输出离散量控制继电器、MOSFET、数字电位器来改变反馈回路阻值，从而改变输出电压。

　　此方法对资源要求小，不需要太多器件，考虑继电器触点存在抖动、耐振动性差等缺点，数字电位器存在供电电压的限制，因此决定采用MOSFET来实现对反馈回路的控制。

2电路设计

　　根据需求分析，选择TPS5430DDA、IRF7240（p沟道MOSFET）作为主要器件,结合TPS5430DDA芯片资料［1］，构建图1所示电路。其中，在稳定状态下，VSENSE脚的电压等于电压参考值1.221 V，输出电压VDDM5V0由VSENSE脚外接的电阻R58和R59、R60、R61分压决定。通过跳线帽对插针JUMPER2连接，可手动改变分压值，即可以手动改变拉偏电压；另外，在不用跳线帽时，图中XPOWER端的输入可控制IRF7240（MOSFET）［2］是否导通，而XPOWER端是由主板测试程序通过离散量输出通知底板复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）打开和关闭，如图2所示，从而实现电压拉偏自动控制。

　　图2CPLD控制XPOWER输出当场效应管不导通时，VDDM5V0端的输出电压值为：

　　其中，Rds为场效应管源极和漏极的内阻值，一般为毫欧级，根据所选场效应管的型号，其对输出电压的误差影响只有微伏级。在实际应用中工作原理是预先调节电路，按照板卡要求设置好拉偏电压值。主板测试程序通过离散量输出通知底板CPLD打开和关闭拉偏控制电路，延迟一段时间后，主板测试程序通过离散量输入检测XVccFALL#状态判断是否合格，板卡上电后可自动进行测试。因MOSFET切换无抖动，故电压输出值稳定，超调值较小，实测输出电压如图3所示。

　　此案例中XVccFALL#信号是一个输入电压跌落的输出指示，本次在已有测试底板上先实现一个负向拉偏的功能，对这种方法进行一次验证，在有此需要的场景中，可以根据此原理举一反三，灵活应用。

3结论

　　本文介绍的方法原理比较简单，但它可以结合测试程序实现板卡电压拉偏控制及输出指示信号的自动化测试。其优点是不挑剔输入电源，输出电压超调小，输出电压切换时，没有电压跌落，电压变化平缓。在整个生产测试环节（高温、低温、振动等）中都可以使用，检测准确，无需人工值守。该方法已在某项目测试底板上验证，试验结果表明此方法可行。

参考文献

　　［1］ Texas Instruments. TPS5430 Datasheet［EB/OL］.(200601) ［2015056］http://www.alldatasheet.com/datasheetpdf/pdf/132224/TI/TPS5430.html.

　　［2］ Internation IOR Rectifier. IRF7240［EB/OL］.(2005106) ［2015056］http://www.infineon.com/cms/en/search.html#!term=IRF7240&view=all.