測(cè)試,，是保證產(chǎn)品質(zhì)量與品質(zhì)必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),，制造商需要更精準(zhǔn),、更靈活,、更經(jīng)濟(jì)的測(cè)試系統(tǒng)。發(fā)展越迅速的產(chǎn)業(yè)以及應(yīng)用越廣泛的產(chǎn)品,，對(duì)測(cè)試與相關(guān)技術(shù)的要求就越嚴(yán)格與多變,，正如電源產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展所帶來的測(cè)試工作的巨大挑戰(zhàn)。
實(shí)際需求驅(qū)動(dòng)電源測(cè)試工作不斷改善
電源在生活中隨處可見,，從消費(fèi)類電子產(chǎn)品到軍事裝備和工業(yè)設(shè)施,，眾多電子設(shè)備都需要電源以確保正常運(yùn)行。從原理上來看,，常見的電源實(shí)例包括通信用AC-DC開關(guān)電源和DC-DC開關(guān)電源,，除了上述兩類，針對(duì)某特定應(yīng)用的特種電源也比比皆是,，無論哪種電源,，其測(cè)試過程都是巨大的挑戰(zhàn)，主要集中在以下幾個(gè)方面,。
1．指標(biāo)與功能的不斷提升
1) 電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜：開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展至今,，已經(jīng)由當(dāng)初的三種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)演變?yōu)楝F(xiàn)在的多種結(jié)構(gòu)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜化加之軟開關(guān)等輔助技術(shù)的發(fā)展,，使得電路節(jié)點(diǎn)與控制信號(hào)增多,。因此，在電源的設(shè)計(jì)過程中,，如何準(zhǔn)確采集電路各個(gè)節(jié)點(diǎn)與控制信號(hào)的狀態(tài)顯得尤為重要,。例如：同步整流電源需要同步監(jiān)測(cè)幾個(gè)開關(guān)的控制信號(hào)；反激式電源則需要同時(shí)監(jiān)測(cè)初級(jí)與次級(jí)兩個(gè)隔離電流通路的電流狀態(tài),。
2) 電源的效率要求越來越高：隨著微處理器技術(shù)的不斷革新,，其供電電源也在向低電壓、大電流和大功率的方向發(fā)展,，此外,，電源設(shè)備的小型化對(duì)電源效率的要求更高。一般來講,，開關(guān)電源的損耗主要來自開關(guān)損耗和電感磁損兩方面,。因此，研發(fā)過程中,，度量這兩方面的電能消耗將成為另一項(xiàng)重要需求,。
3) 對(duì)電源暫態(tài)特性指標(biāo)的重視程度逐漸提高：為更好地對(duì)電源進(jìn)行測(cè)試，打開時(shí)間,、關(guān)閉時(shí)間,、DC端輸出的穩(wěn)定時(shí)間等過程指標(biāo)也需要精準(zhǔn)測(cè)試,，這就要求測(cè)試設(shè)備在具有更高精度與帶寬的同時(shí)，要綜合運(yùn)用測(cè)試相關(guān)技術(shù),，才能夠精準(zhǔn)地捕獲這些信號(hào),。
2．降低成本與更新迭代加速
隨著相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展，電子設(shè)備更新?lián)Q代加快,，這使得電源產(chǎn)品型號(hào)更新周期越來越短,，電源技術(shù)的發(fā)展本身也使得電源產(chǎn)品更新迭代加速。要求新產(chǎn)品完成測(cè)試工作所用的時(shí)間越來越短,，電源廠商迫切需要測(cè)試系統(tǒng)具備快速換型,，測(cè)試序列無縫遷移，系統(tǒng)自學(xué)習(xí)等功能,，真正實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)產(chǎn)品的共線測(cè)試與共平臺(tái)測(cè)試,。雖然留給設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與測(cè)試的時(shí)間越來越短,，但產(chǎn)品的成本卻在降低,。據(jù)某權(quán)威調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，AC/DC前端開關(guān)電源的平均成本已經(jīng)從2003年的0.1～0.2美元/瓦降到了0.08～0.14美元/瓦,，測(cè)試指標(biāo)卻越來越嚴(yán)格,，降低成本成為企業(yè)關(guān)心的焦點(diǎn)之一。模塊化開放的測(cè)試系統(tǒng)能夠降低測(cè)試成本,，并快速適應(yīng)不同的被測(cè)對(duì)象,，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)臺(tái)式測(cè)試設(shè)備的不足，更適合當(dāng)前的電源測(cè)試需求,。
3．迫切需要自主掌握核心技術(shù)
每個(gè)企業(yè)都迫切想要掌握屬于自己的核心技術(shù),，這是企業(yè)賴以生存的核心競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)于電源研制和生產(chǎn)的企業(yè)同樣如此,。在由中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)型的過程中，越來越多的電源廠商不斷積累和提升自身的核心技術(shù)實(shí)力,，為生產(chǎn)出在全球市場(chǎng)具有競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)品奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),。產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的終檢測(cè)試已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)下的測(cè)試需求，電源廠商期望測(cè)試系統(tǒng)能夠在研發(fā),、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的全過程都提供有力的支撐,。相應(yīng)地，如何助力企業(yè)掌握核心技術(shù)也是擺在測(cè)試測(cè)量廠商面前的目標(biāo)和挑戰(zhàn),。
圖1：Power MASTER電源測(cè)試工具包
平臺(tái)化電源測(cè)試解決方法
根據(jù)以上挑戰(zhàn)我們不難看出,，電源廠商一方面需要方便快捷的電源測(cè)試與檢測(cè)平臺(tái)，以提高電源產(chǎn)品測(cè)試的易于操作性,，維護(hù)方便性,，減少維護(hù)測(cè)試費(fèi)用等,；另外一方面，也需要高效,、高精度,、高可靠性的測(cè)試系統(tǒng)以盡快推出更優(yōu)的新產(chǎn)品，贏得商機(jī),。因此,，無論是初期的手工作坊操作方式，或是傳統(tǒng)的臺(tái)式儀器的方式,，都不能夠滿足當(dāng)下的測(cè)試需求,。結(jié)合國內(nèi)外技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)以及大量實(shí)踐應(yīng)用可知，平臺(tái)化的電源測(cè)試能夠幫助我們解決這些問題,。
1．模塊化硬件平臺(tái)
為了在保障可靠性的同時(shí),，獲取最大的靈活性，測(cè)試系統(tǒng)往往需要統(tǒng)一的硬件平臺(tái),，包括核心數(shù)據(jù)采集設(shè)備,、測(cè)試配套環(huán)境提供設(shè)備、信號(hào)接入與夾具,、矩陣與路由等幾大部分,，每個(gè)部分能夠提供成熟完善的可選搭配，以快速勝任不同測(cè)試需求和不同應(yīng)用場(chǎng)合的測(cè)試工作,。
核心測(cè)試平臺(tái)的選擇對(duì)于硬件平臺(tái)的靈活性起到至關(guān)重要的作用,，PXI總線作為主流的測(cè)試總線，模塊化的硬件架構(gòu)能夠提供靈活多變的硬件組合,，覆蓋可程控AC/DC電源供應(yīng)器,、電子負(fù)載、數(shù)字電表,、示波器,、時(shí)序/噪聲分析儀和短路及過電壓保護(hù)測(cè)試器等設(shè)備，從而在硬件上真正滿足任何形式的電源的基本電氣功能測(cè)試要求,。
2．高度集成的智能軟件平臺(tái)
軟件在平臺(tái)化測(cè)試中扮演著重要的角色,，既要具備易用友好的操作性，又要精確地與平臺(tái)內(nèi)所有硬件進(jìn)行交互,，更為重要的是還要具有智能調(diào)配資源/交互感知等功能,。具體來講，電源測(cè)試軟件應(yīng)該具備如下特點(diǎn)：
可自定義：支持不同電源型號(hào)的測(cè)試項(xiàng)目自由編輯,，優(yōu)化測(cè)試命令技術(shù)以執(zhí)行效率,；可拓展性：方便添加新測(cè)試項(xiàng)目和功能，開放測(cè)試端口，無縫鏈接硬件平臺(tái),，適用各種電源自主研發(fā)測(cè)試,；可靠性高：開發(fā)過程從下游到上游引入可靠保障機(jī)制，程序代碼經(jīng)過完善測(cè)試,，開發(fā)過程遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),，具有良好的魯棒性與容錯(cuò)能力，可以保障電源測(cè)試系統(tǒng)在軟件設(shè)計(jì)上的可靠性,，與硬件連接部分經(jīng)過多平臺(tái)測(cè)試,，確保使用過程中的性能；專業(yè)性強(qiáng)：針對(duì)電源測(cè)試應(yīng)用進(jìn)行功能優(yōu)化,，具備相關(guān)總線通訊能力,，根據(jù)測(cè)試需求自動(dòng)生成報(bào)表，具有數(shù)據(jù)庫操作能力,，方便進(jìn)行質(zhì)量統(tǒng)計(jì),。
3.測(cè)試應(yīng)用案例：星載二次電源測(cè)試
系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星控制分系統(tǒng)電源部分測(cè)試，屬于DC測(cè)試,，在統(tǒng)一平臺(tái)中能夠測(cè)試12種星載二次電源,，分析其電壓特性、功率特性,、負(fù)載特性,。具有良好擴(kuò)展性，能夠與外圍設(shè)備,，如示波器,、一次電源等組成一套系統(tǒng)。擴(kuò)展性良好,，能夠測(cè)試新型號(hào)電源,，并適應(yīng)星載環(huán)境要求。
4.測(cè)試應(yīng)用案例：服務(wù)器電源自動(dòng)測(cè)試臺(tái)
具備并行測(cè)試儀器控制,、自定義編輯測(cè)試序列,，配置報(bào)表生成規(guī)范等功能；輕松實(shí)現(xiàn)各種電源供應(yīng)器的基本電氣功能的測(cè)試,。主要測(cè)試項(xiàng)目：動(dòng)態(tài)負(fù)載下輸出的反應(yīng)特性(Dynamic Response),，輸入電源變化時(shí)某輸出電壓的穩(wěn)定性(Line Regulation)，開機(jī)時(shí)各組輸出電壓上升的時(shí)序(Turn on Time),，過電壓保護(hù)測(cè)試(Over Voltage Protection Test)等電源特性、時(shí)間特性,、電器特性的測(cè)試,。支持PMBus1.1版本所有標(biāo)準(zhǔn)命令和擴(kuò)展命令，兼容自定義指令，支持廠商自定義命令碼表,，支持7位和10位器件地址靈活配置和尋址,，通訊速率高達(dá)400Kbps，包括全面的函數(shù)功能模塊,，方便實(shí)用,。
圖2：平臺(tái)化電源測(cè)試的模塊化硬件平臺(tái)
如何獲取真正的測(cè)試需求
以用戶需求為導(dǎo)向是測(cè)試測(cè)量行業(yè)發(fā)展的一大特點(diǎn)，滿足客戶需求甚至超前需求是測(cè)試廠商需要時(shí)刻銘記的,，而測(cè)試測(cè)量需求趨向于細(xì)分化更是主流趨勢(shì),，不同行業(yè)、不同區(qū)域,、不同廠商甚至不同產(chǎn)品線的需求各不相同,，在國外公司居主導(dǎo)地位的電源中高端測(cè)試領(lǐng)域中，北京泛華恒興科技有限公司對(duì)于測(cè)試系統(tǒng)如何緊貼電源行業(yè)發(fā)展,，如何因地制宜地做測(cè)試等方面,，有自己獨(dú)特的一系列規(guī)范和方法。
1.全自動(dòng)化測(cè)試與靈活易于調(diào)試
由于人力成本,，培訓(xùn)成本以及人工誤操作等因素,，生產(chǎn)線終檢測(cè)試希望盡可能的提高自動(dòng)化程度。而研究實(shí)驗(yàn)階段所需的測(cè)試設(shè)備,，由于產(chǎn)品尚未定型,，需要更改和調(diào)試的內(nèi)容相當(dāng)多，所以科研人員希望測(cè)試設(shè)備能夠盡量靈活與開放,，以方便研發(fā)設(shè)計(jì)過程中的測(cè)試,。
2.高精度與嚴(yán)格的測(cè)試節(jié)拍
在實(shí)驗(yàn)研發(fā)階段，對(duì)于測(cè)試精度的要求往往高于產(chǎn)品定型后的生產(chǎn)階段測(cè)試,，而生產(chǎn)階段的測(cè)試節(jié)拍要求卻異?？量蹋芏鄷r(shí)候,，即使是全自動(dòng)化的測(cè)試系統(tǒng),，也無法滿足整個(gè)產(chǎn)線的測(cè)試節(jié)拍需求，這時(shí)候,，需要因地制宜地采用并行測(cè)試技術(shù),，以提高測(cè)試效率。
3.測(cè)試環(huán)境差異
在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試環(huán)境相對(duì)理想,，而在實(shí)際工程應(yīng)用中,，測(cè)試環(huán)境就變得復(fù)雜許多，為保證測(cè)試系統(tǒng)的精度和指標(biāo),，需要在設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)開始時(shí)就考慮環(huán)境因素所帶來的影響,。
4.軟件需求差異
研究型軟件和生產(chǎn)型軟件的應(yīng)用階段不同，因此在需求上具有較大的差異。研究型軟件應(yīng)用于技術(shù)研發(fā)階段,，因?yàn)榧夹g(shù)和產(chǎn)品尚未定型,，因此存在更多的變數(shù)，軟件需要根據(jù)技術(shù)的不斷成形的過程而不斷的改變,。因此研究型軟件要求架構(gòu)靈活健壯,，能夠快速的應(yīng)對(duì)和滿足各種變化的需要，而對(duì)易操作性,、穩(wěn)定性和功能完整性的要求相對(duì)不高,。生產(chǎn)型軟件應(yīng)用于技術(shù)已經(jīng)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的階段，即產(chǎn)品的生產(chǎn)階段,。由于產(chǎn)品已經(jīng)定型,，因此需要軟件功能完整，易于使用,，并且要求軟件穩(wěn)定,，能夠保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
本文小結(jié)
平臺(tái)化的電源測(cè)試模式經(jīng)過大量實(shí)際電源測(cè)試項(xiàng)目的充分驗(yàn)證,，可以滿足電源測(cè)試的現(xiàn)實(shí)需求,。平臺(tái)化架構(gòu)與模塊的靈活組合，可以最大限度地適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)合,、不同階段,、不同產(chǎn)品型號(hào)的測(cè)試,，高度集中的智能軟件支持使得這個(gè)過程更為迅速與便捷,，可為電源研發(fā)和生產(chǎn)的順利開展提供有力保障，無疑是電源測(cè)試今后的發(fā)展趨勢(shì),。