用于故障測試的板載固定裝置

如果您的電路設計要求容忍某些故障并它們的發(fā)生，您將需要在測試和啟動(dòng)過(guò)程中測試設計的故障檢測和保護功能。為了簡(jiǎn)化此測試，請考慮在原型印刷電路板中構建故障注入裝置和功能。

如果您的電路設計要求容忍某些故障并它們的發(fā)生，您將需要在測試和啟動(dòng)過(guò)程中測試設計的故障檢測和保護功能。為了簡(jiǎn)化此測試，請考慮在原型印刷電路板中構建故障注入裝置和功能。

過(guò)壓和欠壓監控

您可以在設計中構建電路，以強制電壓監控器檢測到過(guò)壓或欠壓事件。對于帶有數字接口的電源，您可能只需要暴露通信引腳。對于沒(méi)有數字接口的電源，您需要暴露反饋引腳。

調制輸出電壓的一種簡(jiǎn)單方法是將電流注入反饋節點(diǎn)，從而人為地壓低輸出電壓。將此電路設計到 PCB 中比將其添加到構建的 PCB 中要容易得多。圖 1是 Texas Instruments (TI) 的 TPS628502-Q1 汽車(chē)降壓轉換器的此類(lèi)電路設計示例，可從 5 V 輸入提供 1.8 V 和高達 2 A 的電流。在 TP80 上應用脈寬調制 (PWM) 信號可使輸出電壓在大約 1.1 V 和 2.5 V 之間變化。設計該電路，使未注入電流時(shí)的輸出電壓將輸出電壓設置為高于設計的 1.8 V，從而實(shí)現過(guò)壓故障檢測測試。

圖 1輸出電壓調制電路示例。資料：德州儀器

有關(guān)為該電路選擇元件值的更多詳細信息，請參閱模擬設計期刊文章“ DC/DC 轉換器的輸出電壓調整方法”中的“模擬電壓輸入”部分。

該測試夾具可以驗證電壓監控器（例如 TI 的 TPS389006-Q1）的過(guò)壓和欠壓檢測能力。有一個(gè) GUI 可用于使用 TPS389006-Q1 開(kāi)發(fā)電路，繪制監控電壓和任何檢測到的故障。圖 2顯示了圖 1 中的電路產(chǎn)生的欠壓和隨后的過(guò)壓事件。監控器上的通道 2 監控 1.8-V 電源軌。欠壓閾值設置為 1.5V，過(guò)壓閾值設置為 2.1V。調制 PWM 信號的占空比允許人工調制 TPS528502-Q1 的輸出，低于和高于閾值。

圖 2 TPS389006-Q1 GUI 中的欠壓和過(guò)壓故障檢測。資料：德州儀器

除了圖 1 中的電路允許的精細控制外，測試電源對電源或接地短路的響應也可能很有用。電路板上的裸露接頭可以輕松測試瞬時(shí)或連續短路。連接到電源電源良好引腳的 LED 等板載指示器提供了成功短路注入和后續恢復的簡(jiǎn)單指示器。圖 3展示了這些測試夾具的示例，再次以 TPS628502-Q1 為例。

圖 3對 V IN短路和帶有電源良好指示器的接地測試裝置。資料：德州儀器

該電路有助于注入故障。然后，TPS389006-Q1 管理器 GUI 指示對 5V 短路、恢復、對地短路和終恢復（圖 4）。故障寄存器保持設置直到被清除。

圖 4 TPS389006-Q1 GUI 中的 1.8V 接地短路故障檢測。資料：德州儀器

測序

您可能想要檢測的另一個(gè)常見(jiàn)故障是排序不正確——導軌未按正確順序出現、導軌根本未出現或導軌出現時(shí)序不正確都是不正確排序的示例。與過(guò)壓和欠壓故障注入一樣，有兩種方法可以引發(fā)時(shí)序故障：數字方式和手動(dòng)方式。

某些定序器（例如 TPS38700-Q1）是運行時(shí)可配置的。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，您可以使用 GUI 通過(guò) I 2 C配置序列順序和時(shí)序。在 TPS38700-Q1 中定義的序列和管理器中的預期序列中有目的地配置不匹配，可以測試故障檢測能力系統。

如果管理器不可通過(guò)軟件配置，那么斷開(kāi)定序器和軌道之間的連接將修改序列，這具有允許您啟用和禁用獨立于序列的設備的額外好處。圖 5顯示了 5V 至 1.8V/2A TPS628502-Q1 電源中的一種設備啟用控制方法。如果 J52 上沒(méi)有安裝跳線(xiàn)，使能引腳將下拉。我建議以這樣一種方式設計選擇接頭，即如果未安裝跳線(xiàn)，輸入引腳將處于已知狀態(tài)。

圖 5啟用引腳電路以啟用序列測試。資料：德州儀器

定義 3.3 V 至 1.8 V 至 1.2 V 的正確序列，然后移除 J52 跳線(xiàn)會(huì )導致 TPS389006-Q1 監控器序列發(fā)生器故障，如圖6所示。MON3 監控 1.8V 軌。

圖 6 TPS389006-Q1 序列故障檢測。資料：德州儀器

簡(jiǎn)化測試

重要的是要考慮如何在電路設計過(guò)程的所有階段執行故障測試。將故障注入和指示納入電路原理圖和布局有助于簡(jiǎn)化后續測試。我希望這些示例能激發(fā)您的靈感，幫助您更輕松地進(jìn)行自己的設計驗證。