在电源系统设计的关键阶段，针对电源输出开展全面、深入的测试，是保障系统稳定性与可靠性的环节。这一系列测试着重评估电源输出在快速变化负载条件下的性能表现，其目的在于确保电源系统在实际应用中能够稳定、可靠地应对各种动态需求。其中，电源上电过程中的过冲（Overshoot）和下冲（Undershoot）测试尤为关键。
　　接下来，我们将详细探讨电源工作过程中异常输出的测试方法、测试条件以及测试结果的解读。通过全面的测试与分析，我们期望为电源系统的设计和优化提供坚实的数据支撑，确保系统在各种负载变化下都能保持稳定、可控的输出状态。这些测试通常是电源集成电路或电源系统设计和评估的重要组成部分。以下是这些测试的主要内容：
　　电压上升通道和下降通道测试：
　　此测试的目标是评估电源在电压上升和下降时的响应特性。具体测试内容为检查电源在电压上升和下降通道中是否存在脉冲尖刺（Glitch）以及负斜率，这些现象可能对系统产生不良影响。例如，脉冲尖刺可能会干扰系统的正常信号传输，导致数据错误或设备故障；负斜率则可能影响电源的输出稳定性，使系统无法正常工作。
　　Overshoot 和 Undershoot 测试：
　　该测试旨在评估系统在电压变化时是否产生超过或低于目标值的瞬时过冲和欠冲。测试内容包括测量实际输出相对于稳态值的过冲和欠冲幅度，并评估恢复到稳态值所需的时间。过冲和欠冲现象如果过于严重，可能会对连接到电源输出的电子设备造成损害，影响设备的使用寿命和性能。
　　波动跌落（Dip）、下电跌落（Sag）和过电压（Surge）测试：
　　此测试的目的是评估电源在稳态后是否存在波动跌落、下电跌落或过电压。具体测试内容为测量电源在稳态时的波动跌落、下电跌落和过电压，以及这些现象的幅度和持续时间。波动跌落和下电跌落可能会导致设备的工作不稳定，而过电压则可能会损坏设备的电子元件。
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　　这些测试旨在确保电源在面对不同工作条件和负载变化时能够提供稳定、可靠的电压输出。在实际应用中，电源的性能对于连接到其输出的电子设备的正常运行至关重要。通过进行这些测试，设计者能够优化电源系统，确保其在各种工作条件下都能够稳定可靠地工作。
　　测试目的是验证待测电源在开 / 关机时，输出电压及信号是否符合规格要求（考察反馈设计是否欠阻尼或过阻尼），具体包括是否有电压过冲、是否有电压回落、是否有震荡、震铃。输入条件为规格中定义的及输入交 / 直流电压，及交流频率；输出条件为规格中定义的及输出负载；测试温度涵盖工作温度、常温及工作温度。
　　1、测试步骤
　　1）依规格要求设定环境工作温度，输入电压 / 频率及负载。
　　2）以待测电源提供的各种开 / 关机方式开 / 关机（如 AC on/off, Remote on/off），观察各路输出及信号线状况并记录测试波形（如下图所示）：
　　电压进入上升通道之前以及电压下降到 10% 之后，是否有 Glitch（脉冲尖刺）。电压上升沿和下降沿有无负斜率出现。有无 Overshoot、Undershoot，若有，则以实际输出稳态值为基准，测量 Vovershoot、Vundershoot 及恢复时间 Tr（Tr：从个过冲值开始到输出进入稳态值所需时间），进入稳态后是否有波动跌落 (Dip)、下电跌落（Sag) 和过冲 (Surge)。

　　“Glitch” 是指毛刺，它指的是瞬时的、短暂的电子或数字系统中的故障或干扰，可能导致系统的错误操作或不寻常的行为。“glitch” 通常描述了一个短暂的、非预期的信号波动或系统行为，这种现象可能是由于电磁干扰、电源噪声、信号间干扰等原因引起的。
　　过冲（Overshoot）和下冲（Undershoot）：
　　过冲测试（Overshoot Testing）的主要目标是评估系统在输入信号发生快速变化时是否产生超过目标值的瞬时过冲。在控制系统中，过冲测试关注系统响应是否受到适当的控制，以避免超过目标值；在信号处理系统中，过冲测试评估系统对于瞬时信号变化的处理能力。
　　下冲测试（Undershoot Testing）的主要目标是评估系统在输入信号发生快速变化时是否产生低于目标值的瞬时欠冲。同样，在控制系统和信号处理系统中，下冲测试也具有重要的意义。这两个测试都涉及到系统对于瞬时信号变化的动态响应。在电子系统设计中，通过合理的控制系统设计、控制器算法和稳定性分析，可以化过冲和欠冲的影响，确保系统在面对快速变化的输入信号时表现稳定、可靠。
　　“Sag” 和 “Dip” 是在电力系统领域中用于描述电压降低的两个术语，它们通常用来表示瞬时的电压下降。尽管它们在某些上下文中可能被用作同义词，但在一些情况下，它们可能具有一些微妙的区别。Sag 指的是电压短暂降低的现象，通常在数周期内可见，一般 Sag 指电压跌落低于 Vout 的 5%；Dip 也是指电压的短暂降低，与 Sag 类似，但有时 Dip 可能更广泛地用于表示瞬时的电压不稳定，包括电压的短时降低和波动。
　　“Overshoot” 和 “Surge” 的中文分别是 “过冲” 和 “过电压”。过冲主要用于描述控制系统、信号处理等领域中的现象，指的是响应在达到稳态或目标值之前，短暂地超过了目标值的情况；过电压主要用于电力系统领域，描述电压瞬时上升的现象。在电力系统中，过冲和过电压都可能会对电子设备造成损害，因此在设计电力系统时通常需要采取措施来抑制这些现象。
　　3）依次改变测试条件（输出负载，输入电压 / 频率及环境温度），重复步骤 2。
　　2、判定条件
　　（1）待测电源正常开 / 关机且不会损坏。
　　（2）各路输出及信号线上不可有 Glitch 出现。
　　（3）各路输出的 Overshoot、Undershoot 以及调整时间 Tr1（包括震荡 / 震铃）符合规格设计要求。
　　（4）各路输出及信号线上 Dip/Sag/Surge 仍然符合设计规范（如稳压要求及逻辑信号高低电平规范）。
　　3、改善措施
　　（1）对 Glitch，需要检查电源内部控制芯片的启动时序；有时，这一问题也可能是芯片设计不良造成。
　　（2）对负斜率的出现：
　　① 检查电源内部不同电流回路的启动时序（如风扇启动）。
　　② 观察 PWM 脉冲变化状况，以确定是否需要调整反馈电路。
　　（3）对 Overshoot 及 Undershoot，调整反馈电路的阻尼系数。
　　测试结果的读取：调节好 Slew Rate 后，按测试工作表中的测试项， 打开负载后，测试电压输出是否过冲。将测试结果（过冲电压 Vovershoot、过冲时间 tos）填到表格中。此处需要关注 Overshoot 时的电压和时间，相当于关注超过额定电压的持续时间造成的能量累计结果。
　　如何利用输出电感和输出电容，调整 Overshoot 和 Undershoot：
　　1）电感值影响纹波电流及电源动态调整的性能。输出电感的选择是纹波电流（output current ripple）和效率的折中考虑。电感的感值可以用如下公式计算：（公式中 Fsw 为开关频率，△Iout 为输出纹波电流）。由公式可知，电感的感值越大，输出纹波电流就越小，但带来的问题是动态响应（response time）变慢。如果电感感值较小，若想输出电压的纹波也小，就需要提高开关频率，这样 MOS 管上的开关损耗就增加，电路效率下降。比较合理的选择是设置 ripple current △Iout = 0.3Iout。如果需要较好的动态响应，例如 X86 处理器的 Core 电源等，L 值可往偏小选取，一般在 150nH－250nH 之间；如果对动态响应无特殊要求，L 值可往大选取，一般可选 600nH 以上，以得到较小的纹波电流。
　　2）输出电容是为了控制输出电压的纹波和提供负载瞬时电流的。静态情况下，主要考虑电压纹波△V，影响比较大的是输出电容的 ESR，ESR 的值跟输出电压纹波和纹波电流有关系。当电感选定以后，△Iout 可以计算，可知如果需要较小的电压纹波，输出电容的 ESR 也要比较小。输出电容应该由大容量的铝固体电容或坦电容和小容量的陶瓷电容搭配使用，电容的容量要考虑能提供短暂的续流能力，保证在负载动态变化较大时能正常工作。例如，选用 0.47μH 电感时，电感纹波电流为 2.6A，若为 1μH， 纹波电流则为 1.2A，输出电压纹波会降低。但另一方面，动态性能会降低， 负载动态跳变时（这里应用满载跳空载，同样的输出电压过冲 Vover），使用更大电感需要更多的输出电容来抑制过冲。如 Vover = 30mV，Itran (max) = 6A，Vout = 1V，则 L = 0.47μH 时，需要的电容量为：Cout (min) = 564μF；若 L = 1μH 时，需要的电容量为：Cout (min) = 1200μF（实际 DSP 的负载跳变没有这么大，选用 2 个 470μF）。