Depășirea limitelor PXI: rolul răcirii avansate în sistemele automate de testare de mare putere (© Emerson)
PXI este standardul industrial pentru construirea de sisteme de testare automate de înaltă performanță de aproape trei decenii. De la validarea electronicii de putere utilizate în vehiculele electrice (EV) până la testarea componentelor aerospațiale avansate, PXI oferă precizie, flexibilitate și sincronizare de neegalat într-o gamă largă de aplicații.
Pe măsură ce tehnologiile de mare putere devin tot mai răspândite – vehiculele electrice fiind un exemplu relevant – echipamentele de testare PXI trebuie, la rândul lor, să funcționeze la puteri mai mari. Această provocare este amplificată de necesitatea menținerii stabilității termice a echipamentelor de testare, o condiție esențială pentru acuratețea măsurătorilor și fiabilitatea pe termen lung.
Provocări ascunse
Noile scenarii de testare de mare putere sunt mai exigente ca niciodată, solicitând performanțe și capabilități superioare față de trecut. Odată cu creșterea cerințelor de testare, instrumentele nu doar că trebuie să disipeze o cantitate mai mare de energie, ci și să funcționeze în spații tot mai compacte – o combinație care face menținerea performanței termice tot mai dificilă.
Temperaturile mai ridicate duc inevitabil la devieri ale măsurătorilor. Fără o gestionare termică eficientă, precizia datelor este compromisă, ceea ce conduce la rezultate inconsistente și la procese de validare sau testare nesigure.
Supraîncălzirea reduce, de asemenea, durata de viață a instrumentelor de testare. Căldura excesivă accelerează degradarea componentelor, afectând fiabilitatea și longevitatea sistemelor de testare costisitoare. În consecință, cresc costurile de întreținere și riscul apariției unor defecțiuni neașteptate, care pot întârzia procesele critice de testare.
Prin urmare, adoptarea unei soluții care integrează cele mai eficiente strategii de răcire devine o necesitate.
Răcirea este esențială
Mulți furnizori PXI susțin că oferă capabilități eficiente de răcire, însă, deși PXI este un standard, abordările privind răcirea diferă considerabil de la un producător la altul. Totuși, comparațiile între sisteme bazate exclusiv pe specificațiile din fișele tehnice pot fi înșelătoare, deoarece eficiența strategiilor de răcire este influențată de o serie de factori – de la configurațiile dispozitivului testat (DUT) până la condițiile de mediu și arhitectura sistemului.
Cheia pentru îmbunătățirea performanței de răcire și optimizarea proiectării șasiului constă în valorificarea deplină a capabilităților existente de gestionare termică, asigurând funcționarea eficientă a instrumentelor de mare putere fără a compromite precizia măsurătorilor.
Configurațiile de testare de mare putere se bazează adesea pe mai multe instrumente discrete – cum ar fi sursele de alimentare și sarcinile electronice – pentru a satisface atât cerințele de alimentare, cât și pe cele de măsurare ale dispozitivelor de mare putere. Această abordare reduce însă valoarea oferită de platforma PXI în testare. Alegerea unui furnizor care maximizează gestionarea termică permite inginerilor de testare să evalueze complet DUT-uri de putere mai mare în cadrul platformei PXI.
Cele mai recente surse de alimentare NI PXI (NI PXIe-4150 și NI PXIe-4151) și sarcina electronică (NI PXIe-4051) reprezintă un exemplu elocvent. Aceste instrumente pot furniza sau absorbi până la 300 W de putere, menținând o precizie și o acuratețe superioare valorii de 0,1%. Asigurarea unui asemenea nivel de acuratețe într-un sistem PXI care testează DUT-uri de mare putere în condiții termice dificile nu poate fi obținută prin nicio altă abordare.
Acolo unde contează cel mai mult: aplicații care necesită soluții PXI de mare putere
Soluțiile PXI de mare putere sunt destinate industriilor în care disiparea puterii, precizia și eficiența sunt factori esențiali.
Un domeniu principal care stimulează cererea pentru instrumente PXI de mare putere este testarea circuitelor integrate pentru gestionarea energiei (PMIC). PMIC-urile moderne – inclusiv cele utilizate în vehiculele electrice și în sistemele avansate de baterii – necesită nu doar o putere mai mare, ci și măsurători precise ale semnalelor mixte pentru a caracteriza complet performanța pe o gamă largă de condiții de funcționare.
Modulele NI PXI de mare putere permit îndeplinirea acestor cerințe fără a părăsi ecosistemul PXI. Inginerii beneficiază de flexibilitatea de a scala configurațiile de testare pentru componente de mare putere, precum convertoarele DC-DC, încărcătoarele de bord, sistemele de gestionare a bateriilor (BMS) și alte componente electronice de putere din vehiculele electrice – toate acestea valorificând, în același timp, modularitatea, sincronizarea și integrarea software care definesc standardul PXI.
Leadership-ul Emerson în inovația PXI: hardware și software care oferă rezultate
Emerson continuă să se afle în fruntea evoluției testării automate bazate pe PXI, oferind inovații avansate în hardware și software care îi ajută pe ingineri să facă față provocărilor tot mai complexe din domeniul testării.
La fel de importantă precum inovația hardware PXI este și componenta software. NI InstrumentStudio™ reprezintă companionul ideal pentru sistemele de testare PXI. Acest software interactiv, bazat pe configurare, permite inginerilor să controleze și să configureze instrumentele, să efectueze măsurători interactive și să dezvolte sau să depaneze secvențe de testare – totul într-un mediu unificat. NI InstrumentStudio reduce semnificativ timpul de configurare, accelerează procesul de depanare și facilitează tranziția de la validarea pe bancul de testare la testarea automatizată din producție.
NI InstrumentStudio se integrează perfect cu NI LabVIEW și Python, permițând inginerilor să creeze secvențe de testare automatizate flexibile și reutilizabile. În acest fel, dezvoltarea testelor devine mai rapidă, vizibilitatea între sisteme este îmbunătățită, iar experiența utilizatorilor rămâne consecventă pe toate instrumentele.
Prin combinarea instrumentelor modulare de mare putere, a celor mai avansate capabilități de măsurare din industrie și a integrării software intuitive, NI PXI oferă o abordare superioară pentru testare. Această soluție este mai rapidă, mai precisă și mai scalabilă, răspunzând cerințelor aplicațiilor de înaltă performanță de astăzi.
De ce PXI continuă să fie lider: avantajul ecosistemului deschis
PXI rămâne un reper în industrie datorită scalabilității, modularității și ecosistemului său deschis. Peste 70 de furnizori din întreaga lume dezvoltă module compatibile cu standardul PXI, oferind inginerilor o flexibilitate de neegalat în proiectarea configurațiilor de testare personalizate. Arhitectura PXI standardizată permite integrarea fără dificultate a modulelor provenite de la mai mulți furnizori, garantând că sistemele de testare PXI rămân adaptabile și extensibile pe măsură ce evoluează cerințele de testare.
Standardul deschis PXI oferă compatibilitate pe termen lung și protejează investiția realizată. Inginerii pot actualiza și adapta continuu sistemele de testare fără a fi constrânși de soluții proprietare, menținând infrastructura bazată pe PXI relevantă și eficientă pentru mulți ani.
Concluzie: Redefinirea posibilităților sistemelor de testare de mare putere
Pentru inginerii care împing limitele electronicii de putere, sistemele de testare trebuie să îndeplinească specificațiile exigente ale DUT-urilor cu precizie, viteză și fiabilitate. Portofoliul NI PXI permite acest lucru printr-o combinație unică de instrumente de mare putere și o integrare perfectă între hardware și software.
Pe măsură ce PXI continuă să evolueze ca standard industrial deschis, Emerson rămâne în fruntea inovației, prin proiectarea de șasiuri avansate, instrumente software complet integrate și tehnici de gestionare termică ce asigură nu doar precizia măsurătorilor și longevitatea echipamentelor, ci și – în mod indirect – costuri de întreținere mai reduse, fiabilitate crescută și eficiență generală mai mare a sistemului de testare în diverse aplicații PXI.
Deși designul termic avansat joacă un rol esențial „în culise”, adevărata valoare pentru client constă în capacitatea Emerson Test and Measurement de a livra performanțe superioare într-o platformă de testare compactă și modulară. Această concentrare pe obținerea unor rezultate de testare mai bune printr-o proiectare mai inteligentă a sistemului face ca NI PXI să rămână platforma preferată pentru testarea automată de înaltă performanță.
Autor:
Brandon Treece, Head of PXI Platform Marketing,
Emerson Test & Measurement
Glosar de termeni
- PXI (PCI eXtensions for Instrumentation) este un standard modular deschis, utilizat pentru realizarea sistemelor automate de testare și măsurare de înaltă performanță.
- DUT (Device Under Test) desemnează dispozitivul care este supus testării în cadrul unui sistem PXI sau al unui echipament de test.
- PMIC (Power Management Integrated Circuit) reprezintă un circuit integrat care gestionează distribuția și reglarea energiei într-un dispozitiv electronic.
- BMS (Battery Management System) este sistemul electronic care monitorizează și controlează parametrii bateriilor, asigurând funcționarea sigură și eficientă.
- Gestionarea termică (Thermal Management) include tehnicile utilizate pentru disiparea și controlul temperaturii în echipamentele electronice.
- InstrumentStudio™ este software-ul interactiv dezvoltat de NI pentru configurarea, controlul și depanarea instrumentelor PXI într-un mediu unificat.
- LabVIEW este mediul grafic de programare utilizat pentru dezvoltarea aplicațiilor de măsurare, testare și control.
- Sarcina electronică (Electronic Load) este un dispozitiv folosit pentru testarea surselor de alimentare sau a altor echipamente, prin absorbția unei anumite cantități de putere electrică.
- Ecosistem deschis desemnează o arhitectură care permite interoperabilitatea între module și echipamente provenite de la diferiți furnizori.
- Șasiul PXI reprezintă carcasa modulară care găzduiește modulele PXI, asigurând alimentarea, comunicarea și răcirea acestora.