平台化电源测试及应用设计

测试，是保证产品质量与品质必不可少的一个环节，制造商需要更精准、更灵活、更经济的测试系统。发展越迅速的产业以及应用越广泛的产品，对测试与相关技术的要求就越严格与多变，正如电源产业迅速发展所带来的测试工作的巨大挑战。

实际需求驱动电源测试工作不断改善

电源在生活中随处可见，从消费类电子产品到军事装备和工业设施，众多电子设备都需要电源以确保正常运行。从原理上来看，常见的电源实例包括通信用AC-DC开关电源和DC-DC开关电源，除了上述两类，针对某特定应用的特种电源也比比皆是，无论哪种电源，其测试过程都是巨大的挑战，主要集中在以下几个方面。

1．指标与功能的不断提升

1) 电源的拓扑结构日趋复杂：开关电源技术发展至今，已经由当初的三种基本拓扑结构演变为现在的多种结构。拓扑结构的复杂化加之软开关等辅助技术的发展，使得电路节点与控制信号增多。因此，在电源的设计过程中，如何准确采集电路各个节点与控制信号的状态显得尤为重要。例如：同步整流电源需要同步监测几个开关的控制信号；反激式电源则需要同时监测初级与次级两个隔离电流通路的电流状态。

2) 电源的效率要求越来越高：随着微处理器技术的不断革新，其供电电源也在向低电压、大电流和大功率的方向发展，此外，电源设备的小型化对电源效率的要求更高。一般来讲，开关电源的损耗主要来自开关损耗和电感磁损两方面。因此，研发过程中，度量这两方面的电能消耗将成为另一项重要需求。

3) 对电源暂态特性指标的重视程度逐渐提高：为更好地对电源进行测试，打开时间、关闭时间、DC端输出的稳定时间等过程指标也需要精准测试，这就要求测试设备在具有更高精度与带宽的同时，要综合运用测试相关技术，才能够精准地捕获这些信号。

2．降低成本与更新迭代加速

随着相关技术的迅速发展，电子设备更新换代加快，这使得电源产品型号更新周期越来越短，电源技术的发展本身也使得电源产品更新迭代加速。要求新产品完成测试工作所用的时间越来越短，电源厂商迫切需要测试系统具备快速换型，测试序列无缝迁移，系统自学习等功能，真正实现不同型号产品的共线测试与共平台测试。虽然留给设计工程师设计、生产与测试的时间越来越短，但产品的成本却在降低。据某权威调查数据显示，AC/DC前端开关电源的平均成本已经从2003年的0.1～0.2美元/瓦降到了0.08～0.14美元/瓦，测试指标却越来越严格，降低成本成为企业关心的焦点之一。模块化开放的测试系统能够降低测试成本，并快速适应不同的被测对象，很好地弥补了传统台式测试设备的不足，更适合当前的电源测试需求。

3．迫切需要自主掌握核心技术

每个企业都迫切想要掌握属于自己的核心技术，这是企业赖以生存的核心竞争力，对于电源研制和生产的企业同样如此。在由中国制造向中国创造转型的过程中，越来越多的电源厂商不断积累和提升自身的核心技术实力，为生产出在全球市场具有竞争力产品奠定坚实基础。产品生产环节的终检测试已经不能够满足当下的测试需求，电源厂商期望测试系统能够在研发、设计和生产的全过程都提供有力的支撑。相应地，如何助力企业掌握核心技术也是摆在测试测量厂商面前的目标和挑战。

图1：Power MASTER电源测试工具包

平台化电源测试解决方法

根据以上挑战我们不难看出，电源厂商一方面需要方便快捷的电源测试与检测平台，以提高电源产品测试的易于操作性，维护方便性，减少维护测试费用等；另外一方面，也需要高效、高精度、高可靠性的测试系统以尽快推出更优的新产品，赢得商机。因此，无论是初期的手工作坊操作方式，或是传统的台式仪器的方式，都不能够满足当下的测试需求。结合国内外技术的经验以及大量实践应用可知，平台化的电源测试能够帮助我们解决这些问题。

1．模块化硬件平台

为了在保障可靠性的同时，获取最大的灵活性，测试系统往往需要统一的硬件平台，包括核心数据采集设备、测试配套环境提供设备、信号接入与夹具、矩阵与路由等几大部分，每个部分能够提供成熟完善的可选搭配，以快速胜任不同测试需求和不同应用场合的测试工作。

核心测试平台的选择对于硬件平台的灵活性起到至关重要的作用，PXI总线作为主流的测试总线，模块化的硬件架构能够提供灵活多变的硬件组合，覆盖可程控AC/DC电源供应器、电子负载、数字电表、示波器、时序/噪声分析仪和短路及过电压保护测试器等设备，从而在硬件上真正满足任何形式的电源的基本电气功能测试要求。

2．高度集成的智能软件平台

软件在平台化测试中扮演着重要的角色，既要具备