AT68013作为一款1U机架式高精度可编程直流电源,具备1040W的高功率密度及0.05%的电压设定精度,广泛应用于自动化测试系统、车载电子设备老化及电池充电模拟等领域。然而,在长时间连续负载或复杂的电网波动环境下,电源的输出漂移、纹波噪声以及散热性能都可能成为系统短板。因此,参照 GB/T 19826-2014《电力工程直流电源设备通用技术条件》 及 T/CITS 188-2024《可编程直流电源》 团体标准,必须对其进行全面、系统的可靠性验证。

测试环境与准备
为确保测试数据的有效性,我们搭建以下测试平台:
被测设备: AT68013 可编程直流电源。
负载设备: 可编程高精度电子负载(带CC/CV/CR模式)。
测量设备: 六位半数字万用表(用于电压/电流回读校准)、高带宽数字示波器(带宽≥100MHz,用于纹波噪声分析)、红外热成像仪、数据采集仪。
环境条件: 温度25℃±2℃,相对湿度≤75%RH,避免阳光直射与强电磁干扰。
三、 核心可靠性测试项目
基于AT68013的参数特性(84V/14A),我们设计以下四项关键测试:
1. 负载瞬态响应与动态稳定性测试
可编程电源的核心任务是应对负载的快速变化。对于AT68013而言,主要验证其在半载到满载跳变时的表现。
测试方法: 将电子负载设置为“动态模式”,电流在 0A ↔ 14A 之间阶跃跳变,上升沿/下降沿设置为1A/μs,频率100Hz。使用示波器捕捉输出电压的瞬态波形。
关注指标:
过冲幅度: 电压跌落或过冲的峰值是否超过设定值的±0.5%(即±0.42V @ 84V)。
恢复时间: 电压恢复到稳定精度范围内(±0.05%)所需的时间,应不大于500μs。
判定依据: 过冲小且阻尼适中(无震荡),是AT68013控制环路优化的体现,能有效保护敏感被测芯片在通断瞬间不被损坏。
2. 长期运行老化与精度漂移测试
针对AT68013可能用于产线24小时老化测试的场景,该测试验证其 “0.05%精度” 在长时间热机下的保持能力。
测试方法: 在额定输出功率(如84V/12.38A)下,连续运行 72小时。在此期间,每间隔1小时通过六位半万用表记录一次实际输出电压与电流值。
关注指标:
电压/电流设定值误差: 实际输出值相对于面板设定值的偏差。
时漂: 72小时内输出量的变化趋势(例如是否随内部温度升高而单向漂移)。
判定依据: 要求在整个72小时周期内,电压精度始终维持在 0.05% 以内,且无跳变或异常波动。
3. 输出纹波与噪声抑制测试
高精度应用(如ADC驱动、传感器供电)对电源的纹波极为敏感。
测试方法: 使用示波器搭配专用探头,在满载及空载状态下分别测试。设置示波器为20MHz带宽限制,采用靠测法(接地弹簧针)以消除环境干扰。
关注指标:
Vpp(峰峰值) 与 Vrms(有效值)。
判定依据: 验证AT68013在AC-DC转换过程中对高频开关噪声的抑制能力,需符合其规格书标称值(通常高端电源要求Vpp < 50mV)。纹波过大意味着滤波电容老化或设计缺陷。
4. 过载保护与极限工况测试
验证电源在异常情况下的自我恢复能力,确保不会因偶然过流导致硬件永久性损坏。
测试方法:
OCP测试: 缓慢增加负载电流超过14A,观察AT68013是否在电流达到设定过流点(如15.4A,即110%)时进入恒流模式或关断输出,且当负载恢复正常时能自动恢复。
短路测试: 直接将输出端短路,持续时间1分钟。
判定依据: 短路瞬间应无火花,短路移除后电源应能正常重启并输出标准电压。这要求AT68013具备完善的Foldback(回折式限流)保护机制。
| 测试维度 | 关键指标/方法 | AT68013 验收标准 |
| 动态响应 | 负载跳变过冲/恢复时间 | 过冲 ≤ 0.5% F.S.,恢复时间 ≤ 500μs |
| 长期稳定性 | 72小时连续运行数据记录 | 精度漂移 ≤ 0.02%,无异常中断 |
| 纹波噪声 | 20MHz带宽限制示波器测量 | Vp-p ≤ 50mV(典型值) |
| 保护功能 | OCP/OVP/OTP/短路测试 | 保护动作迅速,故障解除后自恢复 |
表1:AT68013可靠性测试核心验收标准汇总
四、 测试结果分析与行业标准对比
在完成上述测试后,需依据 GB/T 17478-2004《低压直流电源设备的性能特性》 对AT68013进行评估。
效率与散热相关性:在1040W满载输出时,利用热成像仪监测1U紧凑机箱内部的温度分布。通过温升数据反推电源的转换效率。若效率低于80%,在1U高度限制下极易导致热积累,进而加速电解电容干涸,影响长期可靠性。
通信可靠性:由于AT68013标配USB/RS-232/RS-485/CAN接口,可靠性测试中必须包含 “通信看门狗” 测试。即在长时间满载老化时,通过上位机软件循环发送电压/电流读取指令,要求1000小时内通信丢包率为0,且无死机现象。
电磁兼容性:虽然非强制性现场测试,但参考 GB/T 17626.29,ESD(静电放电)抗扰度是衡量其能否在复杂工业环境稳定运行的关键。
五、 结语
通过对AT68013高精度可编程直流电源进行的瞬态响应、长期老化、纹波分析及极限保护测试,可以全面量化其可靠性指标。AT68013参数表中所列的“0.05%精度”及“1040W功率”是其性能表现的上限,而通过上述可靠性测试方案,我们验证了其在全寿命周期内的鲁棒性。
对于研发工程师而言,推荐在购机后或年度校准时执行上述方案;对于系统集成商,这些测试项可作为进料检验(IQC)的标准,确保每一台AT68013都能在自动化产线中7×24小时稳定、精准地供电。随着 T/CITS 188-2024 标准的实施,未来对可编程电源的测试将更侧重于软件自动化与多机并联协同测试,AT68013具备的多接口与高精度特性使其在这一趋势下具有良好的适用性