​OSL crée un système universel de test automatique pour l'alimentation des charges utiles des satellites

Principes de base du convertisseur CC-CC

Un convertisseur CC-CC est un appareil électrique qui convertit des sources de courant continu (CC) d’un niveau de tension à un autre. En d’autres termes, un convertisseur CC-CC transforme une tension d’entrée CC en une tension de sortie CC différente. Les systèmes de gestion de l'alimentation, tels que les convertisseurs CC-CC, gèrent ou convertissent l'énergie au sein de systèmes plus volumineux, tels que ceux que l'on trouve dans les charges utiles de satellites, pour des applications telles que la conversion ascendante ou descendante d'une source de courant continu d'un niveau de tension à un autre.

^{Figure 1 : Diagramme du convertisseur CC-CC}

Exigences relatives à un convertisseur CC-CC

Qu'il s'agisse de valider la conception avant la fabrication ou d'évaluer un convertisseur CC-CC en vue de son utilisation dans un système de charge utile de satellite, des tests reproductibles et précis sont essentiels. Les séquences de test de convertisseur CC-CC standard permettent de mesurer des critères de performance tels que la précision de la tension, le rendement, la régulation ligne/charge et la réponse transitoire.

Des centaines de convertisseurs CC-CC avec des spécifications différentes sont conçus et déployés. Le convertisseur CC-CC, qui dans ce cas est le DUT, doit passer par différentes phases dont la fabrication, le réglage des composants, les tests et la validation. Dans la plupart des cas, la phase qui prend le plus de temps est le réglage et les tests des composants. 

Lors du réglage, plusieurs résistances et condensateurs doivent être émulés pour vérifier les performances du DUT. Dans les configurations de test traditionnelles, ces valeurs sont modifiées manuellement à chaque fois. Après le réglage, les performances du DUT sont évaluées pour vérifier que les valeurs de sortie ne dépassent pas les seuils requis. Plusieurs tests doivent être effectués avec différents instruments dans différentes configurations de test, et les résultats des tests sont généralement capturés manuellement. De plus, le DUT doit être testé dans différentes conditions environnementales. Dans l’ensemble, le temps nécessaire pour tester les performances du DUT dans toutes les phases est généralement d’au moins un mois. 

Solution

Optimized Solutions (OSL) est un partenaire de NI et un fournisseur de services d’ingénierie produit de premier plan pour la construction selon des spécifications, le firmware embarqué et les services de gestion du cycle de vie du développement de produits complets. Fondée en 2005 et implantée dans l'État du Gujarat en Inde, la société OSL est présente dans toute l'Inde et bénéficie du soutien de plus de 100 ingénieurs. OSL fournit des solutions et des services de haute qualité aux industries spatiale, de la défense et OEM.

Cette solution est construite sur la plate-forme PXI Express de NI pour les activités de réglage et de test (T&T) au niveau carte et de test et évaluation (T&E) pour différents types de convertisseurs CC-CC. La solution répond aux exigences des clients concernant l’augmentation du débit et la minimisation des efforts manuels et des erreurs humaines lors des tests. Elle répond également au besoin d'automatisation du processus T&T dans toutes les phases de test des convertisseurs CC-CC. Le système PXI Express contrôle les instruments par le biais d'un logiciel d'application de test développé à l'aide de LabVIEW. La solution est personnalisée pour répondre à des exigences spécifiques et permet de tester deux DUT simultanément avec différents algorithmes de réglage dans un seul ATS.

^{Figure 2 : Architecture du système}

Le système PXI Express de NI contrôle les alimentations, charges électroniques et autres équipements de mesure modulaires nécessaires. De plus, il acquiert les données de test et les analyse pour évaluer les performances du DUT. La solution est configurée dans un rack facilement transportable pour permettre son utilisation sur plusieurs sites. Le matériel PXI de suivant est utilisé pour la solution ATE :

• Châssis PXI PXIe-1095 et PXIe-1092
• Contrôleur PXIe-8880 et PXIe-8840 avec Windows 10
• Alimentations :
  • Alimentation RMX-4104 (100 V, 8 A)
  • Charge électronique haute puissance RMX-4003 (100 W)
  • Charge électronique PXIe-4139 basse puissance (40 W)
• Module de matrice de commutation PXI-2532B
• Multimètre numérique PXIe-4082
• Oscilloscope PXIe-5172 14 bits
• Unité de source et mesure PXIe-4137
• Module d’E/S multifonction PXIe-6365
• Module PXI d’E/S numériques
• Module d'interface série PXIe-8431/8          

Solution personnalisée

Tous les instruments modulaires mentionnés précédemment sont placés dans un rack de 19 pouces. Un connecteur unique sur les deux faces latérales de l'ATS se connecte au DUT à l'aide d'un support à l'intérieur du rack, qui est conçu sur mesure pour la conception du DUT spécifique partagée par le client.

La nécessité de tester le DUT dans diverses conditions environnementales a encouragé l'équipe à adapter la conception du rack mobile afin de faciliter son transport.

Principales fonctionnalités logicielles

Le module de configuration de test offre les avantages suivants :

• Prise en charge du test de différents types de DUT
• Stockage de plusieurs configurations pour différents DUT
• Possibilité de modifier la configuration stockée et de l'enregistrer pour différents types de DUT
• Composants ajustables configurables par l'utilisateur avec limites disponibles dans la configuration de test
• Séquences de test sélectionnables par l'utilisateur
• Séquences de test définies par l'utilisateur pour différentes phases de test

^{Figure 3 : Module de configuration de test}

Le module de test offre les avantages suivants :

• Inclut un lecteur de codes-barres pour le DUT
• Basé sur codes-barres, affiche les détails du DUT avec tous les paramètres de test extraits de la base de données et affichés dans l’interface graphique
• En fonction de la phase de test sélectionnée, l’application de test détermine s’il faut procéder au réglage ou au test
• Vérification de l’état de l’instrument effectuée avant de procéder au test
• Tous les tests sont exécutés dans une séquence définie et un rapport personnalisé est généré une fois le test terminé

^{Figure 4 : Interface utilisateur du module de test}

Principales caractéristiques et avantages de la solution :

• Réglage automatisé des composants RC
• Possibilité de réutiliser une même configuration de test pour différents types de DUT
• Personnalisation des séquences de test en fonction des besoins des utilisateurs
• Sélection des conditions de test pour les différentes phases de test
• Vérification de l'état de l'instrument comme vérification préalable, avant de procéder aux tests
• Plusieurs fonctionnalités de sécurité pour protéger le DUT en cas de fonctionnement accidentel ou de défaut
• Analyse de stabilité automatisée à l'aide de la transformée de Fourier rapide
• Génération automatisée de rapport à la fin du test
• Récupération rapide des résultats des tests du DUT
• Comparaison des résultats de test de différentes phases du DUT
• Sauvegarde automatisée des résultats de test sur le serveur

Grâce à cette solution ATS, le temps nécessaire au test des performances du DUT a été divisé par dix par rapport aux tests manuels. De plus, les résultats des tests du DUT sont plus cohérents et standardisés grâce à une automatisation améliorée.

Résumé

Avec cette solution universelle de test automatique de convertisseur CC-CC, rendue possible par l’architecture modulaire et les outils de développement flexibles de NI, OSL fournit les capacités souhaitées pour le test de charge utile de satellite aux utilisateurs d’Indian Space afin de tester rapidement les convertisseurs CC-CC. La solution permet de s’adapter à différents cas de test avec agilité et flexibilité, ce qui offre davantage d’évolutivité et d’efficacité en automatisant les rapports. Cette solution permet de diviser le temps de test par dix par rapport aux tests manuels, avec une amélioration de l'analyse post-traitement et une standardisation des résultats des tests du DUT.