一种适用于ATE的双极性电源输出范围调节电路的制作方法

本技术涉及电源调节，特别是一种双极性电源的输出范围调节电路。

背景技术：

1、ate是automatic test equipment即自动测试设备的简称，主要用于集成电路、分立半导体器件在生产制造过程中的功能、性能测试，也用于器件研发阶段的设计验证；它是一种高度复杂的软硬件紧密结合的设备，被操控的硬件资源其基本单元之一是称之为smu的源测量单元，smu为被测设备(device under test以下简称dut)提供激励并测量该激励条件下dut的输出信号或是其它电性能参数；smu中基于电源轨变换出dut所需的宽动态范围的激励信号这部分电路称之为source unit简称su，以运算放大器、电压调整器、分立半导体器件等模拟器件为测试对象时su通常需要一组双极性电源；在这些测试场景中，dut所需的激励是一个其绝对值从毫伏甚至微伏到电源轨甚至数千伏特的极宽范围的电信号，这样它才有可能覆盖所有可测试电子组件的激励需求；

2、设计su的挑战之一是，su作为一个精密的信号源通常整体上可以看作是一个线性调节组件，其电源轨与输出信号之间巨大的电压差（下文称之为vdroupout）意味着大量的耗散功率；以+-50v为电源轨、激励信号为100mv@2a为例，通过简单的计算可知仅一路su其耗散功率即接近100w，而ate设备通常是由数路至上千路su组成，基于散热、体积、经济性等各方面的考量显然我们没有办法让每个su都具备这样宽的动态输出范围；因此目前的ate通常将su进行分类部署，一台设备内仅在固定位置提供少数可以提供高电压大电流的su，给设备的使用带来了一些不便；如果能大幅降低su的耗散功率，这一状况就有可能改变；

3、为了降低耗散功率，一种取巧的做法是人为限制su输出信号的占空比，进而降低su的总输出功率，使板卡的散热能力不至于过载，这显然也会带来一些使用方面的限制；另外一种方法是减小前述的vdroupout，所幸就某一dut而言其所需的激励信号范围是已知的；因此，一种思路是我们可以为不同的dut设定独立的电源轨，使得每个su都工作于最小的vdroupout，进而使得耗散功率大大降低；

4、如果仅是电源轨可独立调节，一些实验室电源设备，一些模块化的最新智能开关电源均可胜任；但是这些设备相对于pcb级别的电路组件来说体积过于巨大，关键还在于它们通常无法直接提供负电源轨，如果还要兼顾低纹波、低噪声等需求时更是难以集成进ate的板卡中；考虑到目标是降低耗散，首选高效率的dc/dc，虽然传统上dc/dc因其纹波、噪声一度被模拟电路拒之门外，但是这一状况已经在改变。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种双极性电源的输出范围调节电路，实现通过改变dac的输出即可实现一组在正负电源轨之间任意调节的双极性电源。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种适用于ate的双极性电源输出范围调节电路，包括第一输入电源、第二输入电源、第一开关电源电路、第二开关电源电路、运算放大器、dac通道、第一反馈电阻网络以及第二反馈电阻网络；所述第一输入电源包括vin1+端以及vin1-端；所述第二输入电源包括vin2+端以及vin2-端；

3、vin1+端连接第一开关电源电路的vi1端，vin1-端接地；所述第一反馈电路网络连接所述第一开关电源电路；

4、vin2+端连接第二开关电源电路的vi2端，vin2-端连接电源输出端vout-；所述第二反馈电路网络连接所述第二开关电源电路。

5、在一较佳的实施例中，第一反馈电路网络包括第一反馈电阻与第二反馈电阻，所述第一反馈电阻与第二反馈电阻串联且串联连接点与第一开关电源电路的fb1端，第一反馈电阻的另一端连接电源输出端vout+以及第一开关电源电路的vo1端，第二反馈电阻的另一端接地；第一反馈电阻与第二反馈电阻的串联连接点同时还与dac通道的电流输出端连接，所述电流输出端从所述第一反馈电阻吸取电流。

6、在一较佳的实施例中，第二反馈电路网络包括第三反馈电阻与第四反馈电阻；所述第三反馈电阻与第四反馈电阻串联且串联连接点与第二开关电源电路的fb2端，第三反馈电阻的另一端接地并与第二开关电源电路的vo2端连接，第四反馈电阻的另一端连接电源输出端vout-；第三反馈电阻与第四反馈电阻的串联连接点同时还与运算放大器的输出端连接，运算放大器的同相输入端接地，电阻rf的两端分别连接运算放大器的反向输入端与输出端；所述运算放大器的反向输入端还通过电阻ri与dac通道的电压输出端相连；运算放大器的正供电电源端接vin1+端，运算放大器的负供电电源端接辅助电源aux_v-。

7、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：根据dc/dc电路的工作原理，其反馈回路的外置部分一般由一个跨接于电源输出端，反馈输入端及参考地之间的电阻网络组成；跨接于反馈输入端与参考地之间的电阻两端电压保持不变，改变流过另外一颗电阻的电流即可改变dc/dc电路的输出电压；将两个dc/dc电路的输出呈串联连接即可得到双极性电源，其中一个dc/dc电路以串联连接点为参考输出正电源，使用一个顺从电压超过dc/dc反馈点参考电压的电流型dac即可实现调节；另外一个以前述两dc/dc电路串联连接点为参考点输出负电源，使用一颗运放将dac的输出电压反相放大，放大后的电压加诸于反馈点与上述串联连接点，改变这一电压即是改变负电源电压；小心设计这两个dc/dc电路的参数使其在预调节范围内均可稳定工作，然后通过改变dac的输出即可实现一组在正负电源轨之间任意调节的双极性电源。

技术特征：

1.一种适用于ate的双极性电源输出范围调节电路，其特征在于包括第一输入电源、第二输入电源、第一开关电源电路、第二开关电源电路、运算放大器、dac通道、第一反馈电阻网络以及第二反馈电阻网络；所述第一输入电源包括vin1+端以及vin1-端；所述第二输入电源包括vin2+端以及vin2-端；

2.根据权利要求1所述的一种适用于ate的双极性电源输出范围调节电路，其特征在于，第一反馈电路网络包括第一反馈电阻与第二反馈电阻，所述第一反馈电阻与第二反馈电阻串联且串联连接点与第一开关电源电路的fb1端，第一反馈电阻的另一端连接电源输出端vout+以及第一开关电源电路的vo1端，第二反馈电阻的另一端接地；第一反馈电阻与第二反馈电阻的串联连接点同时还与dac通道的电流输出端连接，所述电流输出端从所述第一反馈电阻吸取电流。

3.根据权利要求1所述的一种适用于ate的双极性电源输出范围调节电路，其特征在于，第二反馈电路网络包括第三反馈电阻与第四反馈电阻；所述第三反馈电阻与第四反馈电阻串联且串联连接点与第二开关电源电路的fb2端，第三反馈电阻的另一端接地并与第二开关电源电路的vo2端连接，第四反馈电阻的另一端连接电源输出端vout-；第三反馈电阻与第四反馈电阻的串联连接点同时还与运算放大器的输出端连接，运算放大器的同相输入端接地，电阻rf的两端分别连接运算放大器的反向输入端与输出端；所述运算放大器的反向输入端还通过电阻ri与dac通道的电压输出端相连；运算放大器的正供电电源端接vin1+端，运算放大器的负供电电源端接辅助电源aux_v-。

技术总结本技术提供了一种适用于ATE的双极性电源输出范围调节电路，包括第一输入电源、第二输入电源、第一开关电源电路、第二开关电源电路、运算放大器、DAC通道、第一反馈电阻网络以及第二反馈电阻网络；所述第一输入电源包括VIN1+端以及VIN1‑端；所述第二输入电源包括VIN2+端以及VIN2‑端；应用本技术方案可实现通过改变DAC的输出即可实现一组在正负电源轨之间任意调节的双极性电源。技术研发人员：林少松,林康生,陈仕铭受保护的技术使用者：福州派利德电子科技有限公司技术研发日：20231114技术公布日：2024/6/18