发布时间:2025-10-23 点击数:0
一、场景定位与核心价值
ATE 电源自动测试系统是电源模块(DC/DC、AC/DC)、开关电源等产品研发验证、生产质检及可靠性评估的核心设备,由精密测量单元、程控电源 / 负载、继电器矩阵、主控系统及测试软件组成,通过自动化流程设计实现电源全参数的高效检测。其 “多通道并行测试 + 全参数覆盖 + 数据可追溯” 特性直击行业痛点 —— 传统人工测试依赖多台单机仪表拼接,单台电源测试需手动切换 15 + 项参数,耗时超 20 分钟且误差率达 5%,而 ATE 系统可实现 3 分钟 / 台全流程自动测试,同时解决测试数据人工记录混乱、溯源困难等问题(占生产质检投诉的 65%),适配电源生产厂、军工电子、新能源储能等多场景需求。
二、核心性能参数与行业标准
在测试能力维度,电压测量范围覆盖 0-1000V DC/AC,电流检测范围 0-50A(可扩展至 200A),功率测量准确度达 0.01 级,纹波测量带宽 0-1MHz(精度 ±1%),完全符合 GB/T 14714-2013《微电机专用电源通用技术条件》及 IEC 61010-1 安全标准。支持测试项目涵盖输入输出特性(电压调整率≤0.1%、电流调整率≤0.2%)、保护功能(过压 / 过流 / 短路保护动作时间<10ms)、效率(测量精度 ±0.5%)、温升(-40℃~150℃,精度 ±0.5℃)等 20 + 项核心参数。
系统扩展性与兼容性方面,采用插槽式架构设计,支持 8-16 路并行测试通道(如 JC-3191 系统含 16 个功能插槽),单通道测试速率≥100 次 / 秒,可同时适配 5 种以上不同型号电源(通过快速换型夹具实现)。软件支持 GB/T 2423 系列可靠性测试标准,可自定义测试序列(如循环负载测试、高低温老化测试),数据采样率达 1MSPS,满足动态性能分析需求。
环境与安全性能上,工作温域 0℃~40℃,相对湿度 20%~80%(无凝露),整机采用双重绝缘设计,绝缘电阻≥1000MΩ@500V DC,通过 CE、UL 安全认证,集成急停按钮与过压保护模块,测试电压超额定值 120% 时自动切断回路。
三、自动化精准测试的技术实现路径
(一)核心硬件定制
精密测量单元(PMU):采用高压差分探头与霍尔电流传感器组合方案,配合 24 位高速 ADC 芯片(转换速率 2MSPS),实现电压、电流同步采集,电流采样分辨率达 0.01mA,支持加压测流(FVMI)、加流测压(FIMV)及直接测量(DMV)三种模式;功率测量选用 ADE9000 计量芯片,支持谐波分析(0-31 次),适配非线性负载场景。
程控电源与负载:集成 3 路电压电流源(VIS)、4 路偏置电压源(VS)及程控正高压源(0-75V),负载采用电子负载模块(0-100Ω,功率 5kW),支持恒压、恒流、恒阻模式切换,负载调节响应时间<50ms,满足动态负载测试需求。
信号切换与控制:采用 48 位继电器矩阵实现测试通道快速切换,切换时间<10ms,配合系统总线控制板(BUS)与 GPIB 接口,实现多模块协同工作,同步精度达 1μs。
(二)功能结构创新
模块化扩展设计:核心检测单元采用插槽式布局,支持测量模块、电源模块按需增减(如 “芯电卫士” 系统实现最高 9 路输出扩展),基础款含 4 路测试通道(重量≤50kg),生产专用款可扩展至 16 路(重量≤80kg),适配不同产能需求。
快速换型夹具:集成标准化接口与可调节探针,兼容直径 5-50mm 电源产品,换型时间<3 分钟,探针接触阻抗≤5mΩ,插拔寿命≥10 万次,保障批量测试稳定性。
智能交互界面:配备 15 英寸触控屏,采用填表式菜单编程环境,支持测试程序可视化编辑(基于 Visual C++/Basic 开发),内置 100 + 标准测试模板,操作人员无需专业编程能力即可快速上手。
(三)软件与算法优化
自动化测试流程:支持 B/S 架构远程操控,用户通过 Web 界面下发测试指令,系统自动执行 “参数配置 - 信号激励 - 数据采集 - 结果判定” 全流程,可预设老化测试(如 1000 小时循环负载)、极限测试(高低温环境下参数漂移)等复杂序列。
数据处理与溯源:采用 Ajax 异步通信技术实现数据实时更新,以波形、仪表等多形式展示结果,自动生成 CSV/PDF 报告(含测试时间、设备编号、合格判定),数据存储容量≥100 万条,支持 4G/5G 同步至云端数据库。
自校准与诊断:内置标准电压源(0-1000V,精度 0.01 级)与电阻箱,开机自动完成通道校准,硬件故障时即时定位模块(如 “PMU 测量异常”),并推送校准指导方案,校准周期延长至 12 个月。
四、应用实证与价值
DC/DC 电源模块生产质检:某军工电子企业采用 16 通道 ATE 系统,实现输入电压 9-36V、输出 5V/10A 模块测试,单台测试耗时从人工 20 分钟降至 3 分钟,单日检测量从 200 台提升至 1500 台,电压调整率测试误差从 ±2% 降至 ±0.1%。
开关电源研发验证:中科院空间中心借助 JC-3191 系统开展 DC/DC 模块可靠性测试,通过 1000 次高低温循环(-40℃→85℃)测试,精准捕捉纹波超标(>100mV)故障点,研发周期缩短 40%。
新能源储能电源检测:某储能企业采用扩展型 ATE 系统,同步测试 8 路 48V/50A 储能电源,重点核查充放电效率(要求≥95%)与过流保护响应,不良率从 3.2% 降至 0.4%,测试报告自动上传至监管平台实现全溯源。
五、选型关键要点
场景适配选型:生产质检优先选 16-32 通道高速机型(测试速率≥100 次 / 秒),研发验证需选 0.01 级高精度机型(支持谐波分析),户外抽检可选用 4-8 通道便携式款(重量≤30kg)。
参数覆盖匹配:低压小功率电源(<100W)选 0-200V/0-10A 机型,高压大功率电源(>10kW)需扩展至 0-1000V/0-50A,纹波测试需确保带宽≥500kHz。
软件功能需求:需批量测试选支持模板化编程与自动报表的机型,研发需选支持自定义测试序列(如循环负载)与数据曲线分析的版本,多场地协同需选 B/S 架构远程操控款。
扩展性与维护:优先选插槽式硬件设计(支持模块升级),软件需兼容 LabVIEW/TestStand,要求供应商提供校准服务与 24 小时故障响应,核心部件(如 PMU)质保≥2 年。