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BRIC模块的电源管理和功耗

时间:01-21 来源:3721RD 点击:

同的approach,因此所有模块中这方面的消耗往往是一样的,不需要考虑模块中应用到的继电器的数量。典型消耗的功率为,+5V电源供电,0.75W(150mA)。

对于这样的功率消耗,用户需要加入驱动继电器线圈的功率。

限制触点闭合的数量

当不小心增加了过多的触点闭合数量的话,很有可能会导致过多的电流下拉。

为了避免这种情况的出现,BRIC的软件驱动器会自动限制闭合的数量。然而,一些用户会采用他们自己的软件工具对BRIC进行操作,因此,每个BRIC模块还需要重新安装一个电流额定值为2A的保险丝。这样不但可以保证模块不会对PXI底板造成任何损害,而且允许采用高于9W的继电器功率。这样安排的话对大部分应用来说已经足够了。

较高电流信号转换

BRIC模块中还有一个功率的消耗源,但是这种消耗不是来自PXI底板的电源。如果BRIC模块转换相对较高的电流信号的话,开关上的接触电阻就引起继电器消耗额外的功率,该部分的功耗是由线圈电阻温度的身高而引起的。此外,在继电器和底板连接器之间的互连线缆也会造成功率损耗。

了解BRIC模块中开关的额定值

下表中所示的是BRIC模块中不同的开关类型的不同额定值

开关的载流值是指进行冷转换(没有连接负责电流时的转换)时,开关所能承受的最大的电流值。当电流源连接时,触电的打开或闭合时的电流值,要大于开关的额定电流值。

在没有引入额外的接触磨损时,触点连接和断开时需要的最大电压值即是开关的额定电压值,BRIC模块中的值为150VDC或100VDC。

额定功率是当开关打开或闭合时的电流和电压乘积的最大值。对于低电流,高电压电流源来说,限制因素是额定电压。而对于高电流应用来说,限制因素则为额定电流。如果电流和电压都为中间值时,限制因素是额定功率。比如,在40-562的应用中要求24VDC的电压,那么触点的电流应当限制在0.83A。超过这个值就可能引起过量电弧,进而造成开关接触材料的腐蚀。

如果开关使用在冷转换的环境中时,只需要考虑开关负载的电流和电压额定值。开关可以偶尔在较高的额定电流下工作,但是这样会减少开关的使用寿命。

影响开关的因素

当电流流经开关时,需要考虑的热原则就是负载电流在继电器上产生的加热影响。

BRIC模块是由大量高品质的磁簧继电器构成的,这些磁簧继电器提供了远高于机电部件的机械可靠性特征。因为像BRIC这样的系统是由数量很多的继电器构成的,因此需要重点考虑的是,在使用继电器时就会使系统很不稳定以至于不能提供较长的使用寿命。磁簧继电器的活动部件很少,因此它们的可靠性是ATE系统工艺上很好的选择。

由于磁簧继电器的结构,决定了磁簧继电器的接触电阻要大于同等机电继电器的电阻值。对于应用在BRIC中的磁簧继电器,最大的开关接触电阻为120MΩ(其中不包括两相40-562系列,该系列为150 MΩ)。

BRIC模块中还有一个限制负载电流的因素,就是磁簧继电器簧片的温度升高。该温升有一些因素共同决定,线圈变热的作用,负载电流的变热作用以及影响最大的开关外壳的热性能。BRIC模块中继电器紧凑的排列限制了继电器的散热功能,从而导致了磁黄簧片的温升。

如果温升过高的话,就会使磁簧簧片失去磁性,从而不能正确的进行工作。可以将触点焊接在一起,但是这样经常会使开关在打开触点的时候出错。

40-560系列和40-561系列BRIC模块的最大负载电流是0.5A,接触电阻是120 MΩ,开关触点闭合时会产生30mW的功耗。这个结果要好于线圈产生的65mW到100mW的功耗。一些额外的温升也是很明显的,但是并不是至关重要的。额外的温度作用影响不大。

40-562系列BRIC模块的额定负载电流是1.2A,开关触点上的功耗较高,对于单相的来说是173mW。这里额外的功率损耗要多于线圈上的功耗。

"最糟糕的情况"是40-562系列中的两相BRIC版本,在这个版本中原则上两个触点可以分别负载1.2A的电流。这种情况下,每个触点消耗的功率的最大值为216mW,加上线圈的功耗(66.7mW)。整个封装的功率损耗将近500mW。这个热量需要从继电器中导出。为此,专门设计了PXI底板上的强制空气冷却以及BRIC外壳上的通风系统解决这个问题。即使这样,BRIC模块功率的损耗甚至是最糟糕的情况下的功耗,也依然低于大多数高速数字,模拟半导体设备。

在静态状态下对开关进行了测试。但是在多数情况下,矩阵不会以这种静态的方式进行应用,因为整个系统会不断的设置为不同的状态,因此,矩阵一般情况下会工作在比较良好的工

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