电子工程师技术服务社区
公告
登录
|
注册
首页
技术问答
厂商活动
正点原子
板卡试用
资源库
下载
文章
社区首页
文章
【硬件篇之功耗测试】
分 享
扫描二维码分享
【硬件篇之功耗测试】
硬件测试
良知犹存
关注
发布时间: 2020-10-12
丨
阅读: 738
产品的功耗测试,一般分为芯片各支路功耗测试及整机功耗测试。 > 芯片各支路功耗测试,一是为了确认我们设计是否达到芯片所要求的规格,另一方面也为了降功耗设计,散热设计提供切实的数据; > > 整机功耗测试,则是为了产品规格书,输出具体的数据,对于由电池供电的产品,整机功耗低,产品的使用时间长,也可以增加我们的市场竞争力。 > > 下面我们也将围绕这两点展开测试工作。 名词注解 **芯片各支路功耗:**芯片电源按电平种类划分,测出各路功耗值 **单板功耗**:是产品电路板总电源处测得电压和电流,得出的功耗值 **整机功耗**:完整的产品形态,在电源适配器AC输入端测得的功耗,因为电源适配器有一定的电源转化效率及损耗,所以要计算在内。 测试方法及仪器选用 电压测试的仪器毋庸置疑,在常规测试中多用数字万用表,精度高,直观性好,而电流测试的测试方法,仪器则种类繁多,各有优劣,下表列举了常见几种测试方式,可以根据自己的实际情况,选择合适的测试方法。 ![img](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL3N6X21tYml6X3BuZy91Y2RZbUdYTGlhOTlsM2NxN2JLRjdJdUxMMDZEdjRSaWJKWDBDQnVUUnpJU2VNWXZ6VmFFSDN6ekwwMkkzaWJxaWNiaWJVQmVra0V5a1NXc3A5blE4am9mY25RLzY0MA?x-oss-process=image/format,png) 在下面展示的功耗测试,我们选用TEK示波器+TCP电流钳,配合芯片各支路电源跨接线,可以在单次业务环境中,测试多路电流。 芯片各支路功耗测试 **使用工具**: \- TEK示波器 \- TPC电流探头 \- 数字万用表 **测试步骤**: 1、确认我们产品测试样板的外观,功能及性能 - 在常温下进行试验样品外观检查,无明显损坏,元件掉落,锡球等沾接物; - 用万用表检测各DC-DC,LDO电源的输入输出无短路; - 单板上电,确认是否正常工作,软件是否为最新版本,及相应的配置是否正确; - 单板运行满载业务,确认功能是否OK,性能是否达标; 2、芯片各支路电源主干路做跨接线 查看原理图及PCB图,确认待测试的芯片各电源(0V9,1V5,3V3等),用烙铁去除主干路的串接0Ω电阻,用一根8~10cm长的导线,焊接在原电阻的两个焊盘,使电源电流流过导线,再给芯片供电。如果硬件设计没有预留串接0Ω电阻,就要童鞋们手工割断主电源线的铜皮,并在两侧焊接跨接导线。准备完毕后,单板再次上电确认功能和性能。 **注意的是:测试点应选在DC-DC电路的滤波电容之后,所有芯片供电支路之前,如果测试点选在电感之后,由于未经过电容滤波,在测试中会引入较大的纹波噪声,影响到电流的测试。** 3、开始测试 在常温下,单板运行在最大业务,由产品的标准适配器供电,打开示波器和电流探头。示波器常规设置: \- 功能:打开长余辉,打开快速捕捉 \- 参数设置:带宽设置>500MHz,输入阻抗为50Ω, \- 显示:纵轴电压档设置为合适状态(波形占屏幕的2/3的位置),时间轴设置200us, \- 触发模式:选DC触发,触发电压>>检测到最大电压(确保所有波形捕获显示)。 \- 电流探头设置为1A/V档位,并闭合探头夹进行校准。 -按照电流方向,把探头夹在跨接线,点击示波器run,开始长时间捕获波形,获取20000acqs(或测试时长>5min),读取电流RMS有效值,并关注MAX,MIN值。 ![img](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL3N6X21tYml6X2pwZy91Y2RZbUdYTGlhOTlsM2NxN2JLRjdJdUxMMDZEdjRSaWJKWnhIV05GTVVKU1Y1V1g2OHlTenJmQ2cyazlNQnJGY0VDTjJ0bmx3UWxOVG9lTlk0Slg2YVh3LzY0MA?x-oss-process=image/format,png) 4、读取实时电压:数字万用表,打在直流电压档,表笔点在跨接线焊盘处,测出实时电压值,并记录。 5、记录所有支路的电流值,电压值,并计算出功率,并与芯片规格对比。 整机功耗测试 **使用仪器**: \- WT300系列功率计 \- 数字万用表 \- 示波器+电流探头 ![img](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL3N6X21tYml6X3BuZy91Y2RZbUdYTGlhOTlsM2NxN2JLRjdJdUxMMDZEdjRSaWJKNHFoUWx3cTN2REpPTWlidkc5UWhqdXhIQ3FzaldvdHhQVzdNTEZkWUZYSElMNTRCcEoxRnNody82NDA?x-oss-process=image/format,png) **测试步骤**: 1. 实验前,准备一块全新单板,检查单板的外观,功能和性能,如上述要求,完成后,装机为完整的产品形态,准备测试。 2. 在常温25℃下,按产品的实际运行状态搭建测试环境,单板上电预热一段时间后,开始测试,用电压表和示波器+电流探头测试单板总电源的电压值和电流值,用于计算单板功耗,用功率计测试出整机功耗。 3. 测试场景覆盖:关机,待机,典型工作状态,极限场景。 4. 在高温45℃下,重复步骤2,3,得出高温环境下,各测试场景的单板功耗和整机功耗。 5. 记录所有支路的电流值和电压值,整机功耗,计算出单板功耗和适配器效率。 ![img](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9MamliNFNvN3l1V2pkMXZzQlhwVDN2UE1WMDlzdXc1d2lhdHU2aWNjbmhDWm9meEJKUkk3QWo4QzFHZ09SbGliR0pKYXExNW5JRGhwUmJEcXU1YmRvTG00bWcvNjQw?x-oss-process=image/format,png) **划\**重点\**** 1. **硬件设计应考虑到测试的需求,芯片各电源支路预留测试的0Ω串阻,测试信号引脚最好预留相应的测试点。** 2. **考虑降功耗设计,前期规划出整个单板的电源网络及计算出理论的电流值和功耗值,在设计过程中参考产品方案的设计,为产品的待机,典型工作模式及极限工作模式,设计相应的电源控制电路,为后续的软件功耗优化提供硬件支持。** 3. **高效率的器件应用,在器件选型时,选用低功耗,高效率的元件。** 4. **散热大的元件,如MCU,DDR,电源芯片,晶体等均匀分布,并远离热敏元件。** 5. **阻抗控制,合理的PCB布局,精确的阻抗控制,可以减小射频路径上的损耗。** ![img](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL21tYml6X3BuZy9MamliNFNvN3l1V2pkMXZzQlhwVDN2UE1WMDlzdXc1d2lhdHU2aWNjbmhDWm9meEJKUkk3QWo4QzFHZ09SbGliR0pKYXExNW5JRGhwUmJEcXU1YmRvTG00bWcvNjQw?x-oss-process=image/format,png) ![img](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9tbWJpei5xcGljLmNuL3N6X21tYml6X2pwZy91Y2RZbUdYTGlhOWljMUVTdEFUYTVjM3AxUEpmb3RzMDRiSXp4ZVJYSTF5SGZpYUdNMTY2UWljV25HV0FtcGxkelhiM0tZeGJTTGlhb3lYUXE0VEZ1a3ZkRmJnLzY0MA?x-oss-process=image/format,png) 更多分享,扫码关注我
原创作品,未经权利人授权禁止转载。详情见
转载须知
。
举报文章
点赞
(
0
)
良知犹存
关注
评论
(0)
登录后可评论,请
登录
或
注册
相关文章推荐
MK-米客方德推出工业级存储卡
Beetle ESP32 C3 蓝牙数据收发
Beetle ESP32 C3 wifi联网获取实时天气信息
开箱测评Beetle ESP32-C3 (RISC-V芯片)模块
正点原子数控电源DP100测评
DP100试用评测-----开箱+初体验
Beetle ESP32 C3环境搭建
【花雕体验】16 使用Beetle ESP32 C3控制8X32位WS2812硬屏之二
X
你的打赏是对原创作者最大的认可
请选择打赏IC币的数量,一经提交无法退回 !
100IC币
500IC币
1000IC币
自定义
IC币
确定
X
提交成功 ! 谢谢您的支持
返回
我要举报该内容理由
×
广告及垃圾信息
抄袭或未经授权
其它举报理由
请输入您举报的理由(50字以内)
取消
提交