精密高壓開關(guān):實現(xiàn)安全、可靠性和可重復性 (一)

前言

推進電氣化技術(shù)在多個新興市場上不斷升級，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)品測試正推動著對高壓信號切換需求的增加。

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

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)個人和大眾交通未來的討論。一些值得注意的統(tǒng)計數(shù)據(jù)是：

預(yù)計在2024年，全球電動汽車市場收入將達到驚人的6233億美元。

該市場預(yù)計在2024年至2028年之間將以穩(wěn)定的9.82%的年均增長率（CAGR）實現(xiàn)增長，到2028年市場價值預(yù)計達到9067億美元。

預(yù)計到2028年，電動汽車銷量將達到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)計出了超過1000V的電池堆。

其他新市場也在推動系統(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。當然，傳統(tǒng)的高壓應(yīng)用領(lǐng)域如絕緣電纜、PCB隔離和半導體測試機等都需要高操作電壓。

Part 2

為什么是500 V ？

判斷一個系統(tǒng)是否是“高電壓”的標準，在一定程度上有些主觀。然而，設(shè)備制造商通常會同意至少400V的標準。這是因為以250VAC（行業(yè)標準）運行的系統(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”。

而在這個范圍的上限，舌簧繼電器——正如下文詳細討論的那樣，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)的細節(jié)之前，首先應(yīng)當思考為何選擇基于商用貨架技術(shù)和標準的模塊化平臺，以降低測試系統(tǒng)成本、縮短開發(fā)時間，并提供完全符合任何獨特應(yīng)用需求的系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)還能優(yōu)化測試程序、實現(xiàn)硬件和軟件全面集成與自動化，并支持多個測試程序同時運行，從而進一步縮短測試時間。

PXI是由PXI Systems Alliance維護并得到60多家領(lǐng)先公司支持的行業(yè)標準、開放架構(gòu)的測試、測量和控制平臺。由于有眾多兼容設(shè)備供應(yīng)商存在，系統(tǒng)設(shè)計師可以根據(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。

采用標準化架構(gòu)還可大幅減少新產(chǎn)品學習和調(diào)試所需時間?；赑XI的系統(tǒng)具備硬件和軟件方面靈活可擴展性，在測試復雜度增加時也能隨之擴展。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，又保持了該投資價值，在超出其范圍時不會被浪費掉。

更重要的是，使用基于PXI標準構(gòu)建的測試系統(tǒng)使得測試團隊擺脫了對單一供應(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系統(tǒng)需求或過分強大且復雜，并伴隨著相應(yīng)成本影響。相比之下，在PXI標準基礎(chǔ)上構(gòu)建的測試系統(tǒng)既靈活又精簡。