Quid du rôle du refroidissement dans les systèmes PXI de test automatisés haute puissance



[APPLICATION EMERSON TEST & MEASUREMENT] Depuis près de trois décennies, le PXI est la norme industrielle la plus répandue pour la conception de systèmes de test automatisés haute performance. De la validation des composants électroniques de puissance dans les véhicules électriques aux tests de composants avancés pour l’aérospatiale, le PXI offre précision, flexibilité et une synchronisation inégalées dans de multiples applications. Parallèlement, les équipements de test PXI doivent également fonctionner à une puissance plus élevée. Un défi exacerbé par la nécessité d’assurer la stabilité thermique des équipements de test, un problème qui a des répercussions profondes sur la précision des mesures et la fiabilité à long terme. Explications d’Emerson Test & Measurement.

Auteur : Brandon Treece

Responsable marketing de la plateforme PXI

Emerson Test & Measurement

Les nouveaux scénarios de test à haute puissance sont plus exigeants que jamais, nécessitant toujours plus de performances et des capacités supérieures. À mesure que les exigences de test s'accentuent, les instruments doivent non seulement dissiper plus de puissance, mais ils doivent également fonctionner dans des espaces toujours plus compacts, ce qui rend la tâche encore plus difficile.

La hausse des températures a notamment une incidence directe sur la dérive des mesures. Sans une régulation thermique efficace, les mesures deviennent imprécises, ce qui entraîne des résultats de test incohérents et une validation ou un test des produits peu fiable.

La surchauffe réduit également la durée de vie des instruments de test. Une chaleur excessive accélère la dégradation des composants, et réduit la fiabilité et la longévité de systèmes de test coûteux. Ce qui augmente les coûts d’entretien et peut entraîner des défaillances inattendues, retardant ainsi les processus de test critiques. Il faut donc adopter une solution qui recoure à des stratégies de refroidissement les plus efficaces possibles.

Le refroidissement, un élément essentiel pour le PXI

De nombreux fournisseurs de systèmes au standard PXI affirment disposer de capacités de refroidissement efficaces. Mais bien que le PXI soit une norme, les approches en matière de refroidissement peuvent varier considérablement d’un fournisseur à l’autre.

Il est toutefois difficile de se fier aux comparaisons entre systèmes basées uniquement sur les spécifications des fiches techniques, car l’efficacité des stratégies de refroidissement peut être affectée par des variables allant de la configuration des dispositifs sous test aux conditions environnementales en passant par les configurations système.

La clé pour augmenter la capacité de refroidissement et optimiser la conception des châssis consiste à exploiter pleinement les capacités de gestion thermique existantes, afin de garantir le fonctionnement efficace des instruments à haute puissance sans compromettre leur précision.

Les configurations de test haute puissance s’appuient souvent sur plusieurs instruments discrets, tels que des alimentations électriques et des charges électroniques, afin de répondre à la fois aux exigences d’alimentation et de mesure des appareils haute puissance, ce qui réduit la valeur ajoutée d’une approche de test basée sur PXI.

A ce niveau, le choix d’un fournisseur qui optimise la gestion thermique permet aux ingénieurs de test de tester des DUT de puissance supérieure entièrement à l’intérieur de la plateforme PXI. Les dernières alimentations PXI de NI - NI PXIe-4150 et NI PXIe-4151 - et la charge électronique NI PXIe-4051 en sont un excellent exemple.

Ces instruments fournissent et absorbent jusqu’à 300 W de puissance tout en conservant une précision supérieure à 0,1 %. Il est tout simplement impossible d’obtenir un tel niveau de précision dans un système PXI testant des DUT (Device Under Test) à haute puissance dans des environnements thermiques difficiles par une autre approche.

Certaines applications exigent un PXI haute puissance

Les solutions PXI haute puissance sont conçues pour les industries où la dissipation de puissance, la précision et l’efficacité sont essentielles. Les tests des circuits intégrés de gestion de l’alimentation (PMIC, Power Management Integrated Circuit ) constituent un domaine clé qui stimule la demande d’instruments PXI haute puissance.

Les PMIC modernes, y compris ceux utilisés dans les véhicules électriques et les systèmes de batterie avancés, nécessitent bien sûr des enveloppes de puissance plus élevées, mais aussi des mesures à signaux mixtes précises pour caractériser pleinement les performances sur une large plage de fonctionnement.

Les modules PXI haute puissance de NI permettent de répondre à ces exigences sans quitter l’écosystème PXI. Les ingénieurs bénéficient alors d’une flexibilité leur permettant d’adapter les configurations de test à des composants de plus grande puissance tels que les convertisseurs CC-CC, les chargeurs embarqués, les systèmes de gestion de batterie (BMS, Battery Management Systems) ) et d’autres composants électroniques de puissance liés aux véhicules électriques, tout en tirant parti de la modularité, de la synchronisation et de l’intégration logicielle qui font la renommée du PXI.

Des solutions matérielles et logicielles qui assoient les résultats

Emerson reste leader de l’évolution des tests automatisés basés sur PXI en proposant des innovations matérielles et logicielles avancées qui aident les ingénieurs à relever des défis de test de plus en plus complexes. L’expérience logicielle est tout aussi importante que l’innovation matérielle de PXI.

NI InstrumentStudio est le compagnon idéal des systèmes de test PXI. Ce logiciel interactif fondé sur la configuration permet aux ingénieurs de contrôler et de configurer des instruments, d’effectuer des mesures interactives et de développer ou de déboguer des séquences de test, le tout dans un environnement unifié.

NI InstrumentStudio minimise le temps de configuration, accélère le débogage et amène une transition en douceur de la validation sur banc d’essai aux tests de production automatisés. NI InstrumentStudio s’intègre également aux logiciels NI LabVIEW et Python, permettant aux ingénieurs de créer des séquences de test automatisées flexibles et réutilisables.

Il en résulte un développement plus rapide des tests, une meilleure visibilité sur l’ensemble des systèmes et une expérience utilisateur cohérente sur différents instruments. En combinant une instrumentation modulaire haute puissance, les meilleures capacités de mesure du secteur et une intégration logicielle intuitive, le PXI de NI procure une meilleure manière d’effectuer les tests.

Cette approche est plus rapide, plus précise et plus évolutive pour les applications hautes performances d’aujourd’hui.

PXI , l’avantage d’un écosystème ouvert

Le standard PXI reste la référence du secteur grâce à son évolutivité, sa modularité et son écosystème ouvert. Plus de 70 fournisseurs dans le monde développent des modules compatibles PXI, offrant aux ingénieurs une flexibilité inégalée dans la conception de configurations de test personnalisées.

L’architecture PXI standardisée permet aux ingénieurs d’intégrer sans heurt des modules provenant de plusieurs fournisseurs. Ainsi les systèmes de test PXI restent adaptables et extensibles à mesure que les exigences de test évoluent. La norme PXI, ouverte, offre une compatibilité à long terme et une protection des investissements.

Les ingénieurs peuvent continuellement mettre à niveau et adapter leurs systèmes de test sans être bloqués dans des solutions propriétaires, si bien que leur infrastructure PXI reste pertinente et efficace pendant des années.

Pour les ingénieurs qui repoussent les limites de l’électronique de puissance, les systèmes de test doivent répondre aux spécifications exigeantes des DUT avec précision, rapidité et confiance. La gamme PXI de NI permet d’y parvenir grâce à une combinaison unique d’instruments haute puissance et d’une intégration harmonieuse entre le matériel et les logiciels.