[发明专利]一种宽范围电压和大电流输出方法及电源系统

说明书

本发明公开了一种宽范围电压和大电流输出方法及电源系统，利用标准buck电路提供驱动电压和电流给第一MOS管；并依据第一MOS管的输出反馈电压VFB与预设的目标电压Vset的比较结果调整第一MOS管的导通阻抗，使得第一MOS管工作在横流区，从而实现电源系统的宽范围电压和大电流的稳定输出，解决了当前非隔离模块输出电压可调范围窄的难点，同时解决了输出电流在大范围动态变化的情况下，输出电压波动较大的问题，优化了宽范围输出电源的纹波和精度指标。

技术领域

本发明属于电源设计领域，具体涉及一种宽范围电压和大电流输出方法及电源系统。

背景技术

随着材料、工艺等技术的发展，IC集成电路的规模越来越大，半导体器件在通信、计算机、医疗等领域的应用也越来越广泛，那么ATE(Automatic Test Equipment，自动测试设备)系统对半导体的指标、功能、可靠性的检测就显得至关重要。ATE系统主要由上位机、core板、DIB(Device Interface Board，被测设备接口板)板构成，通过上位机加载测试程序，在core板上运行产生合适的电压/电流/时序/功能状态等信号，将信号送给DIB板上的DUT(Device Under Test，被检测器件)器件，最后检测对比DUT的响应，来判断被测设备的性能/可靠性是否满足设计要求。

ATE系统可通过更换DIB board测试多种DUT，由于不同的DUT器件对供电电压的需求不同，部分芯片需要进行电源拉偏测试，这就需要CORE board能够提供宽范围的输出电压，且电压可以根据DUT的需求进行在线调整。同时为了满足芯片厂商的出货需求，加快DUT的测试速度，特别是老化测试设备，单块DIB board上集成的DUT可以多达320pcs，负载电流需求高达100A。这样就要求core board单板具有输出大电流的供电方案

目前ATE设备供电的方案有两种：一种方案通过DPS(Device Power Supplies，测试设备供电)芯片为DUT设备供电，正如专利文献CN201520083776.4所公开的利用DPS芯片去控制两个开关电源的串/并方式来实现宽范围的电源输出，此方案控制复杂，在大电流负载的情况下，如果使用并联模式，没有均流的功能，会导致两个模块的供电不均衡，模块输出的精度和效率难以得到保证，同时，DPS芯片的输出电压灵活可调，但是输出电流受限，目前市场上的DPS芯片驱动能力最大在2A左右。无法满足负载大电流的需求。

另一种方案用DC-DC(直流转直流)模块供电，目前主流的模块输出电流能高达几十安培，但是输出电压多在0.5V～5.5V。不能满足6V以上的需求，强制调压会造成电感参数不失配从而导致电路的环路不稳定，同时模块的输出精度/纹波/动态响应特性难以满足负载芯片要求。专利文献CN201620110801.8公开了一种利用AC-DC(交流转直流)开关电源，通过滤波-整流的方式实现宽的输出电压，但是该方案不适合DC-DC的应用环境，无法满足对输出宽电压、大电流的非隔离电源的需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种宽范围电压和大电流输出方法及电源系统，其利用标准buck电路提供驱动电压和电流给第一MOS管；并依据比较器调整第一MOS管的导通阻抗，使得第一MOS管工作在横流区，从而实现第一MOS管的宽范围电压和大电流的稳定输出。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种宽范围电压和大电流输出方法，具体步骤为：

S1.利用标准buck电路提供驱动电压和电流给第一MOS管；

S2.依据第一MOS管的输出反馈电压VFB与预设的目标电压Vset的比较结果调整第一MOS管的导通阻抗，使得第一MOS管工作在横流区，从而实现宽范围电压和大电流的稳定输出。