设计和构建具有成本效益的大功率 ATE 测试系统（上篇）发表时间：2023-11-05 20:47  EA Elektro-Automatik 目标 大功率自动化测试设备（ATE）系统的开发为测试工程师带来了众多挑战。测试的重要性不言而喻，它能够确保产品的安全性以及产品达到所发布的性能规格。测试有助于保证产品质量、避免高昂的质保期内维修成本，并维护企业的市场声誉，继而有助于提升市场份额和盈利能力。测试被视作一项必要的功能，管理层还会要求测试工程师将测试系统设计为满足以下目标： ATE 目标 TEST ENGINEERS TO DESIGN 最大限度地提高测试性能 尽可能低的成本 尽可能低的基建成本 尽可能低的年运行成本 占用最少的生产场地 同时保证测试系统可靠性高 这些目标有可能存在冲突，在管理这些目标的同时，挑战也随之产生，其中包括满足生产进度要求，实现产量目标。若未能同时实现这两个目标，将导致销售收入减少。大功率 ATE 系统设计的一个关键因素是管理功率部件。确定 ATE 系统的功率需求对实现最大化测试性能、最小化成本和高可靠性的目标有很大影响。以下章节介绍了测试工程师如何实现严苛的 ATE 系统设计目标。   以更高的电压和电流满足测试性能要求，兼顾未来的需求 尽可能提高测试容量 测试工程师应确保其电源的输出性能能够满足当前和未来的需求，如电动汽车 (EV) 生产商会在未来的车型中提高电池电压。虽然具有矩形输出特性的直流电源也许能够满足最初的 ATE 系统要求，但产品设计一旦出现新变化，可能迫使测试工程师购买新电源，因为具有矩形输出特性的电源无法适应新要求。 相比具有矩形输出特性的等效电源，如 图 1 所示的宽范围输出特性能够输出更高的电压和电流。 图 1. 宽范围输出特性与传统矩形输出电源的比较 图 1 将 EA 30 kW 电源 与 两种传统 22 kW 输出电源 进行了比较。请注意，EA 电源的输出电压和输出电流远高于这两种矩形输出电源。此外，传统矩形输出电源只能在最大输出电压和最大电流的条件下提供最大功率输出（输出矩形的右上角），但宽范围输出电源能够沿这两点（(1500 V, 20 A) 和 (500 V, 60 A)）之间的曲线提供全功率输出。 EA Elektro-Automatik 的宽范围电源的独特之处在于，它们能够提供真正的宽范围特性，在低至最大输出电压的 1/3 的条件下，依然能够提供全功率输出。这种广泛的容量级使测试工程师能够灵活地测试在宽电压范围内运行的产品，使用单个电源即可进行过电压和欠电压测试。在使用矩形输出电源时，可能需要使用至少两台电源。例如，如果电动汽车制造商将 400 V 电池设计更改为 900 V 或更高电压级别的设计，测试工程师可以使用相同的电源。这节省了整个测试系统的资金成本。测试工程师可能已经选择有着更高输出的矩形输出电源来应对未来变化，但功率更大的电源意味着更高的基建成本，并有可能占用更多的厂区空间。 这同样适用于电子负载。宽范围电子负载（如 EA-ELR 10000系列）有着更大的灌电容量、以及更宽的电压和电流范围，让测试工程师能够尽可能降低产品测试所需的总负载功率。较低功率的电子负载既能够减小测试系统的物理尺寸，又能够降低测试系统成本。  开展全面的测试 尽可能提高测试性能可确保系统能够按照国家和国际标准进行测试。航空电子系统和汽车系统要求按照相关标准进行测试，其中可能涉及生成复杂波形。在系统中接入信号发生器以调制直流电源，即是为测试系统添加额外的仪器，增大了测试系统的复杂度。EA 电源和电子负载提供了内置函数发生器，能够安全轻松地生成标准波形和自定义波形。图 2显示了 EA电源和负载输出（或者为负载灌入）复杂波形的能力。另外，EA 电源和负载还可以模拟电池、燃料电池和太阳能电池特性，以便更真实地测试由这些电源供电的产品。因此，利用 EA 电源和负载，测试工程师无需额外的仪器仪表，亦可保证测试的全面性，从而能够降低 ATE 复杂度。这样节省了资金成本和测试系统规模。    图 2. EA 设备生成的波形。右上图举例显示了标准波形和自定义波形。波形左侧的 PC 显示屏举例显示了在使用EA Power Control 软件创建波形时所用的参数。 由于需要购置和控制的仪器更少，可以大大加快研发速度。简化的系统让测试工程师更有可能将经验证的 ATE 系统按时投入生产流程之中，有助于大幅提升收入。 今天先介绍至此，请期待下篇更多内容!
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