集成电路测试贯穿了集成电路设计、制造、封装测试整个产业链及应用环节,一般采用专用的集成电路自动测试设备(Automatic Test Equipment,ATE)进行测试,而被测器件电源模块(DPS:Device Power Supply)是ATE的基础性功能模块,用于对被测器件(DUT:Device Under Test)供电。随着集成电路的发展,对DPS模块在输出精度,纹波,动态响应特性,电源转换效率等方面提出了更高的要求。本课题研制的DPS模块要求实现±20V输出电压范围,±6A电流范围,解决大负载条件下电源快速响应、电压/电流精确控制、电源的高效转换等问题。主要研究内容包括:1、电源输出的精确控制:以ARM控制器为核心,通过DAC调节功率放大器的输入,实现可调电源输出。为了实现输出电源的快速响应及精确控制,采用电压电流双闭环负反馈控制。对输出电压采集时,采用四线开尔文测量消除DPS模块输出端与被测器件DUT间由于附加电阻和引线电阻引起的误差。对电流采集时,采用分档采集提高测量精度。2、高效率的电源转换:根据线性稳压和开关稳压电源的特点,提出了四开关管预稳压加功率放大稳压的两级稳压方案,并利用四开关管升降压电路降低大负载下功率放大器的功率耗散。同时,为减小四开关管升降压电路中功率管的导通关断损耗,提出了一种ZVS软开关技术。3、大负载下电源的快速响应调节:根据本课题DPS模块的特点经过推导得到其等效的传递函数,利用simulink建立其仿真模型。使用matlab工具分析DPS模块的开环频率响应特性,结合SISO TOOL工具分析补偿控制器的设计需求。为提高DPS模块的相位裕度和穿越频率,改善电源输出响应特性,先后设计了增量式PID控制算法、BP神经网络自适应PID控制算法、RBF神经网络自适应PID控制算法。仿真结果说明基于RBF神经网络辨识的自适应PID控制算法性能最优,符合本课题的指标需求,最后详细阐述了控制算法的工程实现。测试结果表明,本课题研制的DPS模块实现了输出电压电流的精确控制,纹波电压≤20mVpp,满足大多数集成电路测试的要求。