1. Qu’est-ce qu’une alimentation ATE ?

Une alimentation ATE est une source DC programmable et pilotable à distance, conçue pour être intégrée à des séquences de test automatisées. Contrairement aux alimentations principalement utilisées pour des essais manuels sur banc, une alimentation destinée aux systèmes ATE propose généralement des fonctions telles que :

• Interfaces de commande à distance, notamment Ethernet, GPIB, RS-232 ou Modbus
• Séquences programmables de tension et de courant
• Lecture des valeurs de tension et de courant
• Fonctions de protection dont l’état peut être surveillé par logiciel
• Formats adaptés à l’intégration en rack, notamment de 1U à 6U

Dans un rack ATE type, l’alimentation fonctionne aux côtés d’instruments de mesure, de systèmes de commutation, de charges électroniques et d’autres équipements, sous le contrôle d’un logiciel d’orchestration des essais ou d’un environnement d’automatisation tel que LabVIEW, Python ou C#. La possibilité de programmer les niveaux de sortie, d’exécuter des séquences définies de tension ou de courant, de récupérer les mesures et de réagir à des états de défaut sans intervention manuelle constitue donc une fonction essentielle d’une alimentation DC programmable dans un système de test automatisé.

Pour un aperçu des différentes familles d’alimentations programmables, consultez notre guide des solutions d’alimentation programmables.

2. Formats : appareils de table, versions rackables et solutions à forte densité de puissance

Le format mécanique d’une alimentation DC programmable influe sur l’occupation du rack, le refroidissement, l’accessibilité et l’architecture globale du système de test. Le format approprié dépend principalement de l’utilisation prévue : développement, essais manuels ou intégration permanente dans un système automatisé.

2.1 Alimentations DC programmables de table pour le développement et la validation

Une alimentation DC programmable de table est couramment utilisée en R&D, pour la validation de prototypes, le dépannage et les postes de test à faible volume. Ces appareils disposent généralement d’un afficheur et de commandes en face avant pour une utilisation directe, ainsi que d’interfaces en face arrière pour la programmation à distance.

Cette combinaison est particulièrement utile pendant la phase de développement. Les ingénieurs peuvent d’abord intervenir manuellement sur l’alimentation pour définir les paramètres de test, puis passer progressivement à une commande logicielle à mesure que la procédure d’essai est automatisée.

Les gammes de table proposées par TPS comprennent notamment la série EA-PSI 9000 DT et l’EA-PS 3200-02 C. Une sélection plus large est disponible dans la catégorie alimentations DC programmables de table.

2.2 Alimentations rackables pour les systèmes de test en production

Pour les systèmes ATE installés de manière permanente et les bancs de test en production, les alimentations rackables sont généralement mieux adaptées. Elles sont conçues pour une intégration dans des racks standard de 19 pouces et sont couramment disponibles en hauteurs de 1U, 2U, 3U, 4U ou 6U.

Le format rack peut répondre à plusieurs contraintes au niveau du système :

• Optimisation de l’espace disponible : plusieurs appareils peuvent être installés verticalement dans une même baie.
• Gestion maîtrisée du flux d’air : le refroidissement peut être conçu à l’échelle du rack plutôt qu’appareil par appareil.
• Communication centralisée : plusieurs instruments peuvent être raccordés à une infrastructure réseau ou de commande commune.
• Architecture de test évolutive : des canaux de puissance ou des instruments supplémentaires peuvent être ajoutés lorsque les besoins du système évoluent.

Le choix de la hauteur ne doit toutefois pas reposer uniquement sur le nombre d’unités disponibles dans le rack. La puissance de sortie, le sens de circulation de l’air, l’accès au câblage, la maintenance et l’espace nécessaire aux autres instruments ATE doivent également être pris en compte.

Les séries rackables TPS sont organisées par hauteur : alimentations DC programmables 1U, 2U, 3U, 4U et 6U.

2.3 Alimentations à forte densité de puissance pour les racks à espace limité

Dans les systèmes ATE où de nombreux instruments se partagent un espace de rack limité, la densité de puissance devient un critère de sélection important. Une densité de puissance plus élevée permet d’intégrer davantage de puissance de sortie dans une hauteur de rack donnée, ce qui peut être utile dans les systèmes de test de production compacts ou dans les architectures multicanaux.

Une densité de puissance élevée impose toutefois une attention accrue à la conception thermique. La capacité de refroidissement, les éventuelles restrictions de circulation d’air, la température ambiante et la chaleur dissipée par les équipements voisins doivent être prises en compte dès la conception du système.

TPS propose des solutions programmables de forte puissance, notamment les systèmes présentés dans la page consacrée à l’alimentation DC programmable 60 kW.

Lorsque la hauteur disponible constitue une contrainte majeure, consultez également le guide des alimentations DC programmables 1U et le guide des alimentations DC programmables 2U.

3. Interfaces de communication : Ethernet, GPIB et intégration système

L’interface de communication détermine la manière dont l’alimentation DC programmable se connecte au contrôleur de test et la facilité avec laquelle elle peut être intégrée à l’architecture d’automatisation existante. Le choix doit donc tenir compte du système de commande, de la prise en charge logicielle, des distances de câblage requises et de la compatibilité avec les instruments déjà installés.

3.1 Ethernet pour les architectures modernes d’automatisation des essais

Ethernet est largement utilisé dans les environnements ATE modernes, car il permet une commande en réseau via une infrastructure standard. Selon l’alimentation et la mise en œuvre de son interface, une connexion Ethernet peut notamment permettre :

• Des liaisons réseau pouvant atteindre 100 m avec des connexions Ethernet cuivre standard
• Le raccordement de plusieurs instruments via des commutateurs réseau
• L’utilisation de protocoles tels que SCPI sur TCP/IP, Modbus TCP ou VXI-11 lorsqu’ils sont pris en charge
• La surveillance à distance ou l’accès par navigateur pour les modèles disposant d’une interface Web

Ethernet peut simplifier l’intégration lorsque le logiciel d’orchestration des essais, le MES ou le système de supervision utilise déjà une communication IP. Il reste néanmoins nécessaire de vérifier le protocole et le jeu de commandes effectivement pris en charge par le modèle retenu, car toutes les alimentations équipées d’Ethernet ne présentent pas la même implémentation.

3.2 GPIB pour les systèmes de test existants

GPIB conserve son intérêt dans les installations de test existantes dont les instruments, les logiciels et les procédures ont été développés autour de la communication IEEE-488. Dans ce type d’environnement, une alimentation programmable avec GPIB peut faciliter l’intégration sans imposer une refonte complète de l’architecture de commande.

GPIB reste également pris en charge par des environnements d’automatisation des essais établis comme LabVIEW. Dans un projet de remplacement ou de modernisation, il convient notamment de vérifier l’adressage, la disponibilité des pilotes, la compatibilité des commandes ainsi que les différences éventuelles entre la nouvelle alimentation et l’équipement remplacé.

3.3 Modbus, RS-232 et autres interfaces

Les systèmes de test industriels peuvent également utiliser Modbus RTU, Modbus TCP, RS-232 ou des interfaces propres au fabricant. Modbus peut convenir lorsqu’une alimentation programmable doit être intégrée à un système de commande basé sur un API. RS-232 reste une option adaptée aux connexions point à point simples.

L’interface doit être choisie en cohérence avec l’architecture globale d’automatisation. Au-delà de la connexion physique, il convient également de prendre en compte la latence des commandes, les bibliothèques logicielles disponibles, la prise en charge des pilotes, la gestion des erreurs, les besoins en déclenchement ainsi que l’intégration de l’état de l’instrument dans la séquence de test.

La série EA-PSI 9000 DT constitue un exemple de famille d’alimentations programmables destinée à l’intégration dans différents environnements de commande.

4. Spécifications clés : précision, résolution, comportement dynamique et protections

La tension, le courant et la puissance de sortie maximale définissent la plage de fonctionnement de base d’une alimentation DC programmable, mais ces valeurs ne suffisent pas à évaluer ses performances dans une application ATE. Les paramètres suivants doivent également être comparés aux exigences de la procédure d’essai et du dispositif sous test (DUT, Device Under Test).

• Précision de programmation : elle indique l’écart entre la valeur de sortie réelle et la consigne programmée. La précision requise dépend des tolérances d’alimentation admissibles du DUT et des limites fixées par la spécification de test.
• Résolution de programmation : elle définit le plus petit incrément de sortie pouvant être commandé. Une résolution élevée peut être importante lorsque les séquences de test nécessitent de faibles variations de tension ou de courant.
• Précision de lecture : elle correspond à la précision des valeurs de tension et de courant mesurées et renvoyées par l’alimentation. Ce paramètre est particulièrement important lorsque ces mesures sont utilisées dans les critères automatisés de conformité ou dans la documentation des essais.
• Vitesse de variation et réponse transitoire : ces caractéristiques décrivent deux aspects différents du comportement dynamique de la sortie. La vitesse de variation indique la rapidité avec laquelle une consigne peut évoluer, tandis que la réponse transitoire décrit la réaction de l’alimentation aux variations de charge. Ces deux paramètres peuvent être pertinents pour les dispositifs soumis à des profils de mise sous tension contrôlés ou présentant une consommation dynamique.
• Fonctions de protection : selon le modèle, l’alimentation peut intégrer une protection contre les surtensions (OVP), une protection contre les surintensités (OCP) et une protection contre les surtempératures (OTP). Dans les systèmes automatisés, la possibilité de détecter et de lire un événement de protection via l’interface de commande peut faciliter une gestion structurée des défauts.
• Densité de puissance : elle indique la puissance de sortie pouvant être intégrée dans une hauteur de rack donnée. Une densité plus élevée permet de réduire l’espace occupé, mais peut également accroître les contraintes de refroidissement.

Les valeurs de spécification doivent toujours être vérifiées dans la documentation du modèle concerné. La précision de programmation, les interfaces disponibles, le comportement dynamique et les autres caractéristiques peuvent varier sensiblement selon la série et la plage de fonctionnement.

Pour les applications dans lesquelles un format 2U correspond à l’architecture du rack, consultez le guide des alimentations DC programmables 2U.

5. Points d’attention pour l’intégration : câblage, gestion thermique et CEM

Une intégration ATE réussie dépend de l’ensemble de l’installation électrique et mécanique, et pas uniquement du choix de l’alimentation. Le câblage, la mise à la terre, la mesure à distance, le refroidissement et le séquencement des essais doivent donc être pris en compte dès la conception du système.

• Câblage de sortie : la section des conducteurs doit être choisie en fonction du courant, de la chute de tension admissible, de la longueur des câbles, des conditions d’installation et des exigences techniques applicables. Les connexions à fort courant doivent rester aussi courtes que possible. Des conducteurs torsadés peuvent contribuer à réduire la surface de boucle et les couplages électromagnétiques associés.
• Remote Sense : lorsque cette fonction est prise en charge, des lignes de mesure séparées peuvent compenser les chutes de tension dans les câbles de sortie en régulant la tension au niveau de la charge plutôt qu’uniquement aux bornes de l’alimentation. Cette fonction peut être particulièrement utile avec des câbles longs ou des courants élevés.
• Gestion thermique : les alimentations rackables utilisent fréquemment une ventilation forcée. Les entrées et sorties d’air doivent rester dégagées, et la charge thermique totale du rack doit être prise en compte lors du dimensionnement de la ventilation ou du refroidissement.
• CEM et mise à la terre : les alimentations programmables peuvent générer des perturbations électriques et y être sensibles. Une mise à la terre appropriée, la séparation des câbles de puissance et de signal, le blindage lorsque nécessaire et un routage soigné des câbles peuvent contribuer aux performances CEM du système.
• Séquencement des essais : les mesures automatisées ne doivent commencer qu’une fois l’état d’alimentation requis atteint. Selon l’application, cela peut nécessiter des délais de stabilisation définis, une interrogation d’état, des interverrouillages logiciels ou des déclenchements synchronisés.

Ces mesures sont particulièrement importantes lorsque de faibles variations de tension, des transitoires de commutation ou des erreurs de communication peuvent affecter la répétabilité des essais.

Pour les composants associés à l’intégration, consultez la catégorie accessoires pour alimentations programmables, qui regroupe notamment des accessoires de montage en rack, des adaptateurs de commande et des assemblages de câbles.

6. Vue d’ensemble des alimentations DC programmables TPS

TPS Elektronik propose des alimentations DC programmables en versions de table et rackables pour des applications de R&D, de test automatisé et de production. La sélection doit tenir compte de la plage électrique requise, des performances de programmation, des interfaces de communication, des contraintes d’intégration en rack et des exigences du système.

6.1 Alimentations DC programmables de table

La gamme d’alimentations DC programmables de table est destinée aux applications dans lesquelles la commande en face avant reste importante en complément du pilotage à distance. Ce format peut convenir aux laboratoires de développement, à la validation de prototypes, aux opérations de maintenance et aux postes d’essai combinant utilisation manuelle et automatisée.

6.2 Séries rackables 1U, 2U, 3U, 4U et 6U

Pour les systèmes automatisés et les installations de test en production, les alimentations programmables rackables sont disponibles dans plusieurs formats mécaniques :

• 1U : série 1U pour les applications où la hauteur disponible dans le rack est fortement limitée
• 2U : série 2U pour les applications recherchant un compromis entre espace disponible et capacité de sortie
• 3U : série 3U pour les systèmes nécessitant une enveloppe mécanique et de puissance plus importante
• 4U : série 4U pour les installations en rack à puissance plus élevée
• 6U : série 6U pour les applications nécessitant une plateforme de forte puissance de plus grande taille

La hauteur du rack ne suffit pas à déterminer l’adéquation d’un appareil. Avant la sélection, il convient de comparer les plages réelles de tension et de courant, les interfaces disponibles, les besoins en refroidissement, les dimensions ainsi que les fonctions propres au modèle.

6.3 Accessoires pour l’intégration système

L’intégration peut également nécessiter des accessoires de montage en rack, des assemblages de câbles, des adaptateurs de communication ou d’autres composants. Les options disponibles sont regroupées dans la catégorie accessoires pour alimentations programmables.

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7. FAQ : alimentations DC programmables pour ATE