精密高壓開關(guān):實(shí)現(xiàn)安全、可靠性和可重復(fù)性 (一)

前言

推進(jìn)電氣化技術(shù)在多個(gè)新興市場上不斷升級(jí)，高壓總線的電壓已經(jīng)超過了500V。因此可以合理地得出結(jié)論，對這些市場中的產(chǎn)品測試正推動(dòng)著對高壓信號(hào)切換需求的增加。

本文將探討基于PXI和LXI等標(biāo)準(zhǔn)的模塊化開關(guān)系統(tǒng)如何以安全、可靠和高可重復(fù)性，以滿足不斷提高的電壓水平下對精密開關(guān)的新需求，并同時(shí)討論改善測量性能與準(zhǔn)確度的方法。

目錄

對高壓開關(guān)的需求從何而來？

為什么是500 V？

模塊化測試系統(tǒng)在高壓應(yīng)用中的優(yōu)勢

安全、可靠性和可重復(fù)性

總結(jié)

選擇與Pickering合作的優(yōu)勢

關(guān)于品英Pickering

Part 1

對高壓開關(guān)的需求從何而來？

電動(dòng)汽車是較為新興的產(chǎn)業(yè)，但已經(jīng)取得了顯著的滲透和銷售成績。電氣化正在影響有關(guān)個(gè)人和大眾交通未來的討論。一些值得注意的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是：

預(yù)計(jì)在2024年，全球電動(dòng)汽車市場收入將達(dá)到驚人的6233億美元。

該市場預(yù)計(jì)在2024年至2028年之間將以穩(wěn)定的9.82%的年均增長率（CAGR）實(shí)現(xiàn)增長，到2028年市場價(jià)值預(yù)計(jì)達(dá)到9067億美元。

預(yù)計(jì)到2028年，電動(dòng)汽車銷量將達(dá)到1707萬輛。

目前，最常見的汽車總線架構(gòu)基于400V，然而越來越多的800V總線系統(tǒng)正在逐漸增加功率和/或減少電流。一些汽車制造商以及工業(yè)和大眾交通工具生產(chǎn)商正在考慮采用更高電壓，并且已經(jīng)設(shè)計(jì)出了超過1000V的電池堆。

其他新市場也在推動(dòng)系統(tǒng)電壓上升。例如，可再生能源代表性的太陽能裝置在轉(zhuǎn)換、傳輸和儲(chǔ)存過程中需要高壓能力。醫(yī)療行業(yè)越來越依賴于高壓設(shè)備，如CT掃描儀、成像設(shè)備和X射線機(jī)。當(dāng)然，傳統(tǒng)的高壓應(yīng)用領(lǐng)域如絕緣電纜、PCB隔離和半導(dǎo)體測試機(jī)等都需要高操作電壓。

Part 2

為什么是500 V ？

判斷一個(gè)系統(tǒng)是否是“高電壓”的標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上有些主觀。然而，設(shè)備制造商通常會(huì)同意至少400V的標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)橐?50VAC（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）運(yùn)行的系統(tǒng)將電壓峰值大約為350V。模塊化開關(guān)產(chǎn)品制造商經(jīng)常要求所有超過500V的新產(chǎn)品都要引入硬件互鎖功能，以確保安全操作。在這些電壓水平上，抑制電路變得相當(dāng)有必要，并且傾向于使用高電壓連接器。因此，500V似乎合理地被定義為“高電壓”。

而在這個(gè)范圍的上限，舌簧繼電器——正如下文詳細(xì)討論的那樣，非常適用于高壓開關(guān)——其上限超過12.5千伏。

Part 3

模塊化測試系統(tǒng)在高壓應(yīng)用中的優(yōu)勢

在我們深入探討高壓開關(guān)的細(xì)節(jié)之前，首先應(yīng)當(dāng)思考為何選擇基于商用貨架技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的模塊化平臺(tái)，以降低測試系統(tǒng)成本、縮短開發(fā)時(shí)間，并提供完全符合任何獨(dú)特應(yīng)用需求的系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)還能優(yōu)化測試程序、實(shí)現(xiàn)硬件和軟件全面集成與自動(dòng)化，并支持多個(gè)測試程序同時(shí)運(yùn)行，從而進(jìn)一步縮短測試時(shí)間。

PXI是由PXI Systems Alliance維護(hù)并得到60多家領(lǐng)先公司支持的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、開放架構(gòu)的測試、測量和控制平臺(tái)。由于有眾多兼容設(shè)備供應(yīng)商存在，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以根據(jù)應(yīng)用要求從多家公司中選擇最適合的構(gòu)建模塊，不再局限于單一供應(yīng)商的產(chǎn)品。

采用標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)還可大幅減少新產(chǎn)品學(xué)習(xí)和調(diào)試所需時(shí)間?；赑XI的系統(tǒng)具備硬件和軟件方面靈活可擴(kuò)展性，在測試復(fù)雜度增加時(shí)也能隨之?dāng)U展。通過添加模塊數(shù)量來增加功能或容量，在保留最初最小投資限度的同時(shí)，又保持了該投資價(jià)值，在超出其范圍時(shí)不會(huì)被浪費(fèi)掉。

更重要的是，使用基于PXI標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的測試系統(tǒng)使得測試團(tuán)隊(duì)擺脫了對單一供應(yīng)商專屬預(yù)配置系統(tǒng)的依賴。這類解決方案通常無法滿足整個(gè)系統(tǒng)需求或過分強(qiáng)大且復(fù)雜，并伴隨著相應(yīng)成本影響。相比之下，在PXI標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上構(gòu)建的測試系統(tǒng)既靈活又精簡。