當(dāng)電流流經(jīng)開關(guān)時(shí),需要考慮的熱原則就是負(fù)載電流在繼電器上產(chǎn)生的加熱影響。
BRIC模塊是由大量高品質(zhì)的磁簧繼電器構(gòu)成的,這些磁簧繼電器提供了遠(yuǎn)高于機(jī)電部件的機(jī)械可靠性特征。因?yàn)橄馚RIC這樣的系統(tǒng)是由數(shù)量很多的繼電器構(gòu)成的,因此需要重點(diǎn)考慮的是,在使用繼電器時(shí)就會(huì)使系統(tǒng)很不穩(wěn)定以至于不能提供較長(zhǎng)的使用壽命。磁簧繼電器的活動(dòng)部件很少,因此它們的可靠性是ATE系統(tǒng)工藝上很好的選擇。
由于磁簧繼電器的結(jié)構(gòu),決定了磁簧繼電器的接觸電阻要大于同等機(jī)電繼電器的電阻值。對(duì)于應(yīng)用在BRIC中的磁簧繼電器,最大的開關(guān)接觸電阻為120MΩ(其中不包括兩相40-562系列,該系列為150MΩ)。
BRIC模塊中還有一個(gè)限制負(fù)載電流的因素,就是磁簧繼電器簧片的溫度升高。該溫升有一些因素共同決定,線圈變熱的作用,負(fù)載電流的變熱作用以及影響最大的開關(guān)外殼的熱性能。BRIC模塊中繼電器緊湊的排列限制了繼電器的散熱功能,從而導(dǎo)致了磁黃簧片的溫升。
如果溫升過高的話,就會(huì)使磁簧簧片失去磁性,從而不能正確的進(jìn)行工作。可以將觸點(diǎn)焊接在一起,但是這樣經(jīng)常會(huì)使開關(guān)在打開觸點(diǎn)的時(shí)候出錯(cuò)。
40-560系列和40-561系列BRIC模塊的最大負(fù)載電流是0.5A,接觸電阻是120
MΩ,開關(guān)觸點(diǎn)閉合時(shí)會(huì)產(chǎn)生30mW的功耗。這個(gè)結(jié)果要好于線圈產(chǎn)生的65mW到100mW的功耗。一些額外的溫升也是很明顯的,但是并不是至關(guān)重要的。額外的溫度作用影響不大。
40-562系列BRIC模塊的額定負(fù)載電流是1.2A,開關(guān)觸點(diǎn)上的功耗較高,對(duì)于單相的來說是173mW。這里額外的功率損耗要多于線圈上的功耗。
“最糟糕的情況”是40-562系列中的兩相BRIC版本,在這個(gè)版本中原則上兩個(gè)觸點(diǎn)可以分別負(fù)載1.2A的電流。這種情況下,每個(gè)觸點(diǎn)消耗的功率的最大值為216mW,加上線圈的功耗(66.7mW)。整個(gè)封裝的功率損耗將近500mW。這個(gè)熱量需要從繼電器中導(dǎo)出。為此,專門設(shè)計(jì)了PXI底板上的強(qiáng)制空氣冷卻以及BRIC外殼上的通風(fēng)系統(tǒng)解決這個(gè)問題。即使這樣,BRIC模塊功率的損耗甚至是最糟糕的情況下的功耗,也依然低于大多數(shù)高速數(shù)字,模擬半導(dǎo)體設(shè)備。
在靜態(tài)狀態(tài)下對(duì)開關(guān)進(jìn)行了測(cè)試。但是在多數(shù)情況下,矩陣不會(huì)以這種靜態(tài)的方式進(jìn)行應(yīng)用,因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)會(huì)不斷的設(shè)置為不同的狀態(tài),因此,矩陣一般情況下會(huì)工作在比較良好的工作環(huán)境下,而不是工作在最糟糕的情況下。
BRIC矩陣兩個(gè)X觸點(diǎn)之間的總的通道電阻由另外的部件構(gòu)成,這些部件又會(huì)增加BRIC系統(tǒng)的功率損耗。首先兩個(gè)獨(dú)立的繼電器通電形成一個(gè)回路,這些繼電器物理位置上是分開的,并且不在一個(gè)封裝內(nèi)。熱量(功率)損失位于該設(shè)計(jì)的兩個(gè)不同點(diǎn)上。另一個(gè)損失的源頭是,PCB板上的布線電阻會(huì)增加設(shè)計(jì)板上的交叉點(diǎn)上的溫升作用。子板卡和底板之間連接器的接觸電阻也是功率損失的一個(gè)原因,但是,它相對(duì)于其它原因產(chǎn)生的功率損耗要小得多。
上述所有案例中,BRIC在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)的熱量損失都僅僅和負(fù)載電流相關(guān),同轉(zhuǎn)換模塊的“功率“無關(guān)。如果負(fù)載電流低于模塊所能承受的額定電流,那么熱量(功率)損失就會(huì)降低很多(可以使當(dāng)前的功率損耗減小一半)。
BRIC模塊設(shè)計(jì),避免了由自身產(chǎn)生的熱量的最壞影響,而這些影響包括線圈驅(qū)動(dòng)和觸點(diǎn)的功率損耗。在實(shí)際應(yīng)用中,BRIC模塊會(huì)在比較好的環(huán)境下工作。
總結(jié)
BRIC模塊在很多種溫度變化的環(huán)境下進(jìn)行過測(cè)試,而不僅僅是對(duì)實(shí)際應(yīng)用的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試
BRIC模塊的使用方式,是在任何時(shí)候都只需要一定數(shù)量的繼電器閉合
BRIC模塊的功耗一般情況下要遠(yuǎn)低于PXI底板上的其它模塊
提供的軟件驅(qū)動(dòng)器可以在任何情況下控制繼電器的閉合數(shù)量,從而控制電流消耗
每個(gè)BRIC模塊都包含了可重置的保險(xiǎn)絲,該保險(xiǎn)絲可以用來保護(hù)底板在過多觸點(diǎn)閉合時(shí)發(fā)生的誤操作下不受到損壞
評(píng)論