BRIC模块的电源管理和功耗

编辑笔记：本文作者系Pickering Interfaces公司David Owen，由技术编辑王婷、张国强翻译整理，如需转载请注明出处。

Pickering Interfaces公司的BRIC模块在密度很高的格局内安放了很多继电器。BRIC模块只用到了PXI底板上左手边的插槽，而为了给模块进行供电，可以使用在底板上排列比较紧凑的右手边的其他空余插槽，并且只消耗一个活动插槽的功率（如图1所示）。

图1 BRIC模块在8槽PXI底板中的位置

每个继电器都由一个线圈控制，而为了连接线圈需要电源激励，在电源断开的情况下，继电器的默认状态是"断开连接的"。当越来越多的继电器闭合后，BRIC的功耗也就越来越高。这篇文档提供了如何对BRIC模块的最坏的情况进行估计，而这种估计是由BRIC模块在很真实的测试环境下的功耗得出的。这种估计表明，BRIC模块的功耗比很多其它PXI模块消耗的功率都要小，并且不用过分强调底板电源。

这篇文档中还解释了BRIC模块功率处理能力的局限性，以及当对高电流信号进行转换的时候，如何估计功率的损耗。

PXI底板电源说明

底板能够向模块提供的电流能力是根据2.1版本中的标准进行定义的。BRIC只能采用+5V的电源供电，而不考虑其它+12V，-12V和+3.3V的电源。许多PXI模块的功耗都要比BRIC模块的功耗大，这主要是因为，它们需要采用多个电源进行供电。

供电电源的要求是，在+5V电源供电下，能够为2号插槽位置中的每一个模块提供2A的电流，而提供更高的电流给底板。也就是说，对于一个8槽底板，+5V电源提供给2号插槽的电流必须为14A。由于1号插槽是控制器所占用的，需要的电流比典型的模块要高，因此，1号插槽中要求更高的电流供应。

另外，底板还需要对其它任何一个插槽提供6A的电流。

BRIC模块占用了底板中的4个或8个插槽，但是实际只有一个插槽要用到电源。因此，必须保证对每个BRIC模块提供6A的电流，不论BRIC模块的大小。由于任何一个BRIC模块消耗的底板上的功率都不会大于30W，因此就决定了BRIC模块和最小的底板配置的兼容性。

BRIC的意义

由于每个BRIC模块都包含了很多继电器，因此，如果所有的继电器都需要供电的话，就会超出底板电源多能提供的电源能力了。但是由于所有X轴和Y轴的接口都可能连接在一起，因此，上面提到的情况并不是真实的测试环境下产生的，而且很明显，这种状态在测试中并没有什么用处。

如果想要了解会遇到的功率损耗最糟糕的情况的话，首先要了解在这种情况下需要闭合的继电器数量。在相关的文档中，提到过BRIC的典型应用是将所有的测试装置输入点和待测设备输入点全部连接到X轴上。Y轴只是在X轴上两点间简单的提供连接线。在许多应用中，这样就意味着，每个BRIC模块只需要两倍Y轴接头数量的继电器闭合即可，一半用于输入，一半用于输出。有时，也会有额外的隔离继电器会增加需要电源的继电器数量。

但是，上述情况好像并不是会遇到的最糟糕的情况。要求最苛刻的应用用户需要测试不同接入点之间的短路问题。在这种情况下，被测设备和X轴上的一点进行连接的，而X轴上这点通过X，Y线又和一个万用表连接。所有可能发生短路的线路都是由通过X轴接头经由Y轴接口最终和另一端的万用表连接到一起。然后，用万用表测试连续性。

这里给用户提出一个简单的经验法则，那就是需要闭合的最大的继电器数量就是矩阵中X轴上所有点的数量。并且还需要在这个数量上加上需要闭合的隔离继电器的数量，当然，这个数量要远小于X轴上接口的数量，因此经常可以忽略不计。

在实际的应用中，并不需要同时对所有的X轴上的点进行连续性检查，因为，一些X轴上的点会和测试装置连接，也有些点不需要考虑连续性问题，上述所说到的要求是比较苛刻的了。而且，可以将测试分成不同的阶段进行，这样也可以限制继电器对电流的需求。

继电器功耗

BRIC模块针对不同的模块功能开发了多种继电器。每种模块类型优化了不同的性能和密度要求。所有的BRIC模块都采用了高可靠性的Ruthenium镀金磁簧继电器。

不同类型的继电器功耗列表如下。

BRIC模块和继电器类型的功率（电流）消耗表

继电器的功率消耗主要受以下因素影响，一个是继电器的大小，另一个是驱动继电器工作的线圈的效率。

利用以上的信息，现在可以对BRIC模块的功率（电流）消耗进行估计了。

BRIC PXI功耗

每个BRIC模块都有一个PXI接口和其它一些部件，这些部件的功耗和继电器的驱动线圈需要的功率就没有什么直接的关系了。由于所有的BRIC模块采用的都是相