在顯示卡測試時,為了確認每一相所流過的電流量是否一致,會進行電流平衡的測試,因為若是電流不平衡可能會造成電流過高的相位溫度較其他相高,且有可能造成電感飽和,或是觸到該相的過電流保護,因此電流平衡在設計上也是一個相當重要的考量因素之一。
我們以一塊顯示卡來進行測試,圖1為板卡的TOP層,綠框處為接下來要測試的9個相位的電感,分別為圖上標示1~9。圖2為板卡的bottom層,綠框處同TOP層的9個相位電感的腳位,標示1~9。
圖1.
圖2.
量測的方式:
1.利用三用電表的,將探棒正端(紅棒)量測在電感的Phase端,探棒的負端(黑棒)量測在電感的Vout端如下圖3,4。將板卡送電後,使用電子負載機拉至所需的電流值,即可以在電表上看到電感兩端的跨壓。
圖3.
圖4.
2.預設9個相位的電感DCR值是相等的,將所有的跨壓相加之後跟總電流換算後即可以得到每個相位分別流過的電流值。下表為這次以拉載210A下,且負載點於圖2中的1,2,8,9,實際測試的結果:
ph1 |
ph2 |
ph3 |
ph4 |
ph5 |
ph6 |
ph7 |
ph8 |
ph9 |
30.81A |
24.08A |
22.16A |
22.16A |
15.41A |
23.12A |
19.27A |
27.94A |
25.05A |
接著我們將負載的位置移動到靠近板卡的中間,即是圖2中的3,4,5,6,7的位置進行拉載測試,得到以下的結果:
ph1 |
ph2 |
ph3 |
ph4 |
ph5 |
ph6 |
ph7 |
ph8 |
ph9 |
21.37A |
16.73A |
20.44A |
20.44A |
24.16A |
29.73A |
27.88A |
27.88A |
21.37A |
由上面的測試結果可以發現,當負載點的位置不同,對量測出來的數據影響也是非常的大。
結論:
所以實際上在測試電流平衡最準確的方法,是將客戶的板卡跑系統模擬程式,在此條件下再依照上述的量測手法,才能真正的確認哪一個相位所流過的電流最大,在進而調整周邊零件值來達到系統溫度與電流的平衡。
自問自答:
Q1:若實際測試出來電流不平衡,請問該如何調整?
ANS::可調整每一相電流回報路徑上的電阻值來微調
Q2:電流平衡跟溫度平衡的相關性?
ANS:電流平衡與溫度平衡其實像個翹翹板,當調整完電流平衡時,有可能造成溫度的不平衡。反之若溫度平衡時,也有可能造成電流的不平衡
Q3:是否有可能電流與溫度達到平衡?
ANS:是有可能的。但是從事前的設計跟微調,與Layout的布局都需要注意
Q4:在沒有上系統的板卡上量測電流平衡得到的結果,是否完全沒有參考價值?
ANS:也不全然,只是在負載點的部分需特別注意,要放置在每個相位旁,讓每個相位都能平均的拉到電流
Q5:量測前還有需注意什麼事項?
ANS:可以先將板卡熱機,待溫度到平均時,再進行量測