PSSI性能分析测试2.docx
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PSSI性能分析测试2
PSSI2021SAY恒流芯片性能分析测试
测试条件：
表
（1）
项目
条件
备注
测试温度
室温25度左右
±3度变化范围
测试工具
万用表
电源
可调稳压开关电源
测试环境
面包板实验
连接电路：
一、参数范围测试
由于测试条件所限，以下数据相对变化规律比绝对数值更有价值。
绝对数值无法确认是否准确。
表
（2）
项目
范围
备注（无备注均为实测结果）
Min
Max
输出电流Io
mA
0.018
<30
工作电压Vcc
V
>10
<75
Max为原始资料提供
外部电阻Rext
Ohm
0
∞
负载电阻RL
Ohm
0
/
最大值视输出电流而定
二、各参数值的相互影响规律测试
Rext对Io的调节曲线
a）条件：
VS=24V，负载RL分别设定三个数量级的代表值（110ohm、1.5kohm，10kohm）分别做三次实验，做三条曲线。
b）测试方法：
保持VS恒定，固定RL=110ohm，串联电流表（已考虑内阻），调节Rext观察Io的跟随曲线。
然后分别重复RL=1.5kohm，10kohm的情况。
c）测试曲线
缩小坐标放大拐点：
d）结论
1.Io和Urext受Rext的影响变化很不均匀，在Rext较小的情况下，随着Rext的变化Io和Urext变化率过大，Rext调整的灵敏度很大不便于调节；在Rext较大时，随着Rext的变化Io和Urext变化率过小，Rext调整的灵敏度很小同样不便于调节，也就是说Rext有合适灵敏度的调整区间很小，所能引起电流调节的范围也很小。
2.
当负载RL=1.5kohm这样的数量级时，Rext对Io的可灵敏调节范围最大，为（0,600ohm）。
而RL=110ohm和10kohm在这两个数量级时，Rext对Io的可灵敏调节范围比较小。
整体来说，Rext对Io的可灵敏调节范围不大。
这一点和芯片资料上所给特性曲线（下图fig3，VS=12V时）基本吻合。
三、稳定性测试
1、Io（输出电流，同表2以下不在备注）随Rl的变化情况
1）条件：
VS=24V恒定，
2）测试方法：
在负载RL为5Kohm的情况下，调整Rext使输出电流Io达到2mA，再保持Rext不变，调整RL从50ohm到45Kohm观察Io的变化。
3）测试曲线
图
（1）
图
（2）在恒流范围内的Io波动情况对比
4）结论：
a）由图
（1）可以看到，电流越小越稳定，波动越小，且电流越小横流范围越大。
电流1.5mA电流恒流区间为负载50到1Kohm，1.5mA恒流区间50到1.5Kohm，1mA恒流区间50到2.4Kohm，更小电流的区间已经超过图中显示45Kohm，总之，电流越小横流特性越好。
b）恒流特性从负载角度来说，负载较小恒流特性较好，小负载对不同大小的电流均有恒流作用，大负载只对较小电流有恒流作用。
2、观察Vs变化对Io的影响
1）条件：
固定负载RL=3.52Kohm,
2）测试过程：
设定Rext=1ohm时，调整Vs从4V变化到30V过程中Io的变化趋势。
其他条件不变，改变设定Rext分别为1ohm到无穷图示各值，分别观察Io随Vs的变化趋势。
因RL不变，Rext是确定Io的唯一因素，所以下图显示的就是不同设定电流情况下Io随Vs变化稳定程度的曲线。
3）测试曲线
缩小坐标放大曲线：
备注：
Io24表示在Vs=24v时的Io值。
圈出部分下图放大细节。
备注：
上图变化率计算公式为：
向上平均变化率=（Io30-Io24）/Io24/6*100%
其他以此类推。
Ioxx表示在VS=xxV时的Io值。
4）结论：
a）输出电流越小，对Vs变化的抗拒越小即恒流特性越稳定。
图中显示在3000uA以下均有很好的恒流稳定特性，受Vs的影响很小
b）在Rext<=100ohm情况下，Io受Vs影响较大，但基本上呈线性影响，变化率约为3.6Kohm，相对于24V电流受Vs影响的变化百分比约为4.15%，REXT>=300ohm的相对于Vs=24V时变化百分比在0.7%以下。
四、对温度变化测试
说明：
实验过程中均有温度记录，但数据表现和温度记录基本上无关，室温是24.5度到30度之间波动，但数据表现大体都为为随着运行时间增加而上升的趋势。
芯片温度无法测到所以关于温度对芯片性能的影响只能定性无法定量。
定性的说，随着温度上升输出电流Io也呈上升趋势。
五、理论值与实测值差别比较
测试条件与过程：
RL=5kohm，VS=4到30V不同值选定一个特定值的情况下，改变Rext观察测试值与理论值的差别。
测试曲线：
注：
上面两图用对数坐标也是一样效果看，曲线还是分不开，仍挤在一起。
结论：
a）由上图可以看到，黑线为Io的计算值，前两个点即Rext为1ohm和10ohm时，理论值与实测值差距较大，其他情况相对较小。
b）取消计算值，细化坐标作图后发现，测试值也是在前两个点差距较大，这和前面所得出的结论一致，即Rext较小情况下（Io较大情况下），Io受Vs影响较大，其他情况影响较小。
六、采集卡数据总结
Io
条件（未标注均为无风）
计算项目
计算值
50uA
方差S
0.931793
0.828035
1.791434
波动幅度ζ
1.39%
0.93%
2.25%
100uA
方差S
1.512216
1.372342
1.216655
2.373452
0.288974
0.555756
波动幅度ζ
0.65%
0.78%
0.76%
1.47%
0.20%
0.42%
1.29641
0.652019
1.108313
1.361728
3.000454
1.766564
0.216164
0.57%
0.35%
0.58%
0.94%
1.50%
0.93%
0.24%
714uA
方差S
9.897232
9.542102
26.31438
7.355396
2.812289
12.42487
波动幅度ζ
0.66%
1.29%
1.45%
0.93%
0.73%
0.82%
1100uA
方差S
25.17516
5.441933
5.438305
2.955871
1.298744
2.191743
波动幅度ζ
2.99%
0.72%
0.80%
0.43%
0.24%
0.33%
4.9mA
无风
方差S
10.79487
17.74388
10.9912
3.712632
3.238199
28.22193
无风
波动幅度ζ
0.89%
0.95%
0.92%
0.27%
0.25%
1.35%
有风
方差S
7.423724
5.333092
7.435324
4.590008
3.027145
3.370502
有风
波动幅度ζ
0.40%
0.44%
0.47%
0.33%
0.21%
0.36%
备注：
1、以上数据均为排除人为干扰波动以后的数据。
2、其中ζ=（max-min）/average,即样本极差占样本平均值的比例，即波动的最大范围。
Si为取样值，
为样本算数平均值，n为样本容量。
◆由上表看出：
S与ζ变化情况基本相似，但也有不同，原因从公式可以看出，标准差计算值包括了样本中的每一个数据，而ζ只用到最大最小两个值。
S反应的是样本中每一个数据整体波动情况，相当于每一个局部（比如某一个数据附近的几个数据计算的ζ值）的波动总体衡量；而ζ反应的是样本总体变化幅度的差值。
图a
图b
拿4.9mA时举个例子，上面两图中，图a样本容量取到全部数据，图B样本容量为部分区域性数据，也就是说数据量越大，S和ζ的绝对值和相对变化都会增大，我们在几分钟内通过观察采集数据所作出的判断应该是图B的数据，图A的数据是整体反应，而ζ的值很有局限性（因为样本数据利用率很小），所以数据越多越不应该把ζ作为衡量数据波动的标准。
另举一例：
样本值
S
ζ
第一组
1
1
5
1
3
1
1.7
2.0
第二组
1
5
5
1
3
2
1.8
1.4
S与ζ所表现的样本波动情况正好相反，一个是第一组波动大，一个是第二组波动大。
◆由图a还可以看出，纵观整体数据不管是S还是ζ都表现为，有风情况下Io波动明显减少。
推测结论：
Io的波动受芯片温度影响较大，另外由下图也可以看出不光是波动情况受影响，Io的值也因有风得到较好的散热呈明显下降趋势。
备注：
突变点为加风扇的时刻。
图片来源：
4.9mAch9/ch10的数据，另外加风扇的几个通道均有类似变化。
详见附件。
◆整体分析：
由上图看出数据波动绝大部分在1.5以下（ζ<1.5%）,也就是说最大值到最小值波动1.5%，如果按平均值为基准的话，波动±0.75%。
不知是否可以接受。
个人看法，这样的波动在测试软件上（上面坐标最小刻度100）根本看不出来，我们要看的是其降到原数值的一半来计算“半衰期”，对于这样的情况这种数据波动足以接受。
另外，由方差S可以明显看到，电流Io上升到700uA以上，波动明显较小电流增大。
附件：
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