精密高压开关:实现安全、可靠性和可重复性 (一)

前言

推进电气化技术在多个新兴市场上不断升级，高压总线的电压已经超过了500V。因此可以合理地得出结论，对这些市场中的产品测试正推动着对高压信号切换需求的增加。

本文将探讨基于PXI和LXI等标准的模块化开关系统如何以安全、可靠和高可重复性，以满足不断提高的电压水平下对精密开关的新需求，并同时讨论改善测量性能与准确度的方法。

目录

对高压开关的需求从何而来？

为什么是500 V？

模块化测试系统在高压应用中的优势

安全、可靠性和可重复性

总结

选择与Pickering合作的优势

关于品英Pickering

Part 1

对高压开关的需求从何而来？

电动汽车是较为新兴的产业，但已经取得了显著的渗透和销售成绩。电气化正在影响有关个人和大众交通未来的讨论。一些值得注意的统计数据是：

预计在2024年，全球电动汽车市场收入将达到惊人的6233亿美元。

该市场预计在2024年至2028年之间将以稳定的9.82%的年均增长率（CAGR）实现增长，到2028年市场价值预计达到9067亿美元。

预计到2028年，电动汽车销量将达到1707万辆。

目前，最常见的汽车总线架构基于400V，然而越来越多的800V总线系统正在逐渐增加功率和/或减少电流。一些汽车制造商以及工业和大众交通工具生产商正在考虑采用更高电压，并且已经设计出了超过1000V的电池堆。

其他新市场也在推动系统电压上升。例如，可再生能源代表性的太阳能装置在转换、传输和储存过程中需要高压能力。医疗行业越来越依赖于高压设备，如CT扫描仪、成像设备和X射线机。当然，传统的高压应用领域如绝缘电缆、PCB隔离和半导体测试机等都需要高操作电压。

Part 2

为什么是500 V ？

判断一个系统是否是“高电压”的标准，在一定程度上有些主观。然而，设备制造商通常会同意至少400V的标准。这是因为以250VAC（行业标准）运行的系统将电压峰值大约为350V。模块化开关产品制造商经常要求所有超过500V的新产品都要引入硬件互锁功能，以确保安全操作。在这些电压水平上，抑制电路变得相当有必要，并且倾向于使用高电压连接器。因此，500V似乎合理地被定义为“高电压”。

而在这个范围的上限，舌簧继电器——正如下文详细讨论的那样，非常适用于高压开关——其上限超过12.5千伏。

Part 3

模块化测试系统在高压应用中的优势

在我们深入探讨高压开关的细节之前，首先应当思考为何选择基于商用货架技术和标准的模块化平台，以降低测试系统成本、缩短开发时间，并提供完全符合任何独特应用需求的系统。此外，该系统还能优化测试程序、实现硬件和软件全面集成与自动化，并支持多个测试程序同时运行，从而进一步缩短测试时间。

PXI是由PXI Systems Alliance维护并得到60多家领先公司支持的行业标准、开放架构的测试、测量和控制平台。由于有众多兼容设备供应商存在，系统设计师可以根据应用要求从多家公司中选择最适合的构建模块，不再局限于单一供应商的产品。

采用标准化架构还可大幅减少新产品学习和调试所需时间。基于PXI的系统具备硬件和软件方面灵活可扩展性，在测试复杂度增加时也能随之扩展。通过添加模块数量来增加功能或容量，在保留最初最小投资限度的同时，又保持了该投资价值，在超出其范围时不会被浪费掉。

更重要的是，使用基于PXI标准构建的测试系统使得测试团队摆脱了对单一供应商专属预配置系统的依赖。这类解决方案通常无法满足整个系统需求或过分强大且复杂，并伴随着相应成本影响。相比之下，在PXI标准基础上构建的测试系统既灵活又精简。