技術(shù)干貨 | 智能電源管理芯片的“安全密碼”——短路特性測(cè)試

智能電源管理芯片是現(xiàn)代電子設(shè)備中不可或缺的組件，負(fù)責(zé)管理和控制設(shè)備的電源功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的高效利用，提供穩(wěn)定的工作電壓，并確保系統(tǒng)在各種條件下的可靠運(yùn)行，其通常具備電源調(diào)節(jié)、電池管理、監(jiān)控、診斷和保護(hù)電路的功能，在消費(fèi)電子產(chǎn)品（如智能手機(jī)和平板電腦）、汽車(chē)電子、工業(yè)控制系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

為什么要做短路特性測(cè)試？
智能電源管理芯片的短路特性測(cè)試（Short Circuit Characterization）是評(píng)估其安全性和可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，特別是在汽車(chē)等車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品的應(yīng)用中尤為重要。任何電源管理芯片的故障都可能引發(fā)汽車(chē)失控。

芯片保護(hù)機(jī)制
智能電源管理芯片通常具備多種保護(hù)機(jī)制，以應(yīng)對(duì)不同的過(guò)載情況：

• 鎖定保護(hù) Latching Protection
  檢測(cè)到過(guò)載后，芯片會(huì)永久關(guān)閉，直到通過(guò)系統(tǒng)或固件交互重置。
• 自動(dòng)重啟保護(hù) Auto-Restart Protection
  檢測(cè)到過(guò)載后，芯片會(huì)關(guān)閉，并在一定時(shí)間后或故障消除后自動(dòng)重啟。當(dāng)處于連續(xù)短路狀況時(shí)，芯片通常會(huì)在關(guān)閉和重啟（“切換”）的周期性循環(huán)中運(yùn)行。
• 過(guò)溫保護(hù) Over-Temperature Protection
  當(dāng)芯片溫度達(dá)到一定閾值時(shí)，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉以防止過(guò)熱損壞。

芯片狀態(tài)反饋
根據(jù)是否提供狀態(tài)反饋，智能電源管理芯片可以分為兩大類(lèi)：

• 有狀態(tài)反饋
  芯片會(huì)提供專(zhuān)用信號(hào)通知用戶過(guò)載情況。
• 無(wú)狀態(tài)反饋
  芯片執(zhí)行過(guò)載保護(hù)功能，但不提供專(zhuān)用信號(hào)通知系統(tǒng)。

短路特性測(cè)試
為了確保這些芯片的可靠性，車(chē)規(guī)芯片認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)AEC Q100特別規(guī)定了E10.短路特性測(cè)試，該測(cè)試參照AEC Q100-012標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，目的是在連續(xù)短路條件下檢驗(yàn)智能電源管理芯片的可靠性。

重復(fù)性短路特性測(cè)試電路圖示：

高邊器件測(cè)試電路 圖示

低邊器件測(cè)試電路 圖示

短路特性的阻抗定義：

測(cè)試項(xiàng)
低溫重復(fù)短路測(cè)試：分為短脈沖和長(zhǎng)脈沖兩種：

• 短脈沖：對(duì)于所有具有狀態(tài)反饋的設(shè)備，以及即使不提供狀態(tài)反饋的鎖定設(shè)備，都必須進(jìn)行此測(cè)試。
• 長(zhǎng)脈沖：此測(cè)試必須對(duì)所有自動(dòng)重啟設(shè)備進(jìn)行。
  
  

冷態(tài)重復(fù)性短路設(shè)備信號(hào)的典型定時(shí)圖

熱重復(fù)短路測(cè)試：專(zhuān)門(mén)針對(duì)自動(dòng)重啟設(shè)備，以評(píng)估在熱狀態(tài)下的短路響應(yīng)。

熱態(tài)重復(fù)性短路設(shè)備信號(hào)的典型定時(shí)圖

短路特性測(cè)試是評(píng)估智能電源管理芯片安全可靠性的重要手段。在汽車(chē)領(lǐng)域，通過(guò)這些測(cè)試，制造商可以確保智能電源管理芯片在面對(duì)各種挑戰(zhàn)時(shí)能夠保持性能和可靠性，為用戶提供安全、高效的電源管理解決方案。