电压开关测试中的挑战与12V到500V解决方案

在设计自动化的测试系统开关时，工程师面临诸多挑战，特别是涉及到中等大小电压（1V到200V）的应用。这类应用往往需要处理电压信号的切换，如将伏特计或电压源连接到测试设备如电池、电化电池、电路配件和热电偶等。关键问题包括： 1. 安全性和短路保护：当需要将伏特计切换到多个串联电源时（如图1所示），必须确保在关闭一个通道之前先断开下一个通道，以防止短路。每个电压源需配备适当的熔丝，以限制共模电压，确保不超过开关卡的安全极限。 2. 电压分配与均衡：当一个电压源连接到多个并联负载时（如图2所示），电流通过公共阻抗会降低每个负载的电压。随着负载增加，公共阻抗的电压降增大，因此需要考虑负载平衡和电流管理。 3. 开关电阻的影响：高流过电流可能在开关电阻上产生显著的电压降，尤其是在连接低阻抗器件时。在这种情况下，可能需要采取措施补偿这些电压损失，例如使用外部检测电路。 4. 低压信号处理：对于控制信号电平极低（毫伏级）的情况，需要特别的技术来减少电压误差，因为这些误差可能导致测量不准确或设备故障。 5. 技术选择与性能参数：最适合的开关卡和技术取决于具体的应用需求，如所需电压幅值、频率响应、隔离等级以及开关速度等因素。设计师需要综合考虑所有这些因素来选择最适合的解决方案。 解决这些问题的关键在于深入理解开关的工作原理、电路特性以及测试环境，同时选择恰当的组件和设计策略，以确保系统的可靠性和准确性。这可能包括选择具有高共模和差模电压耐受能力的开关，以及优化电源和负载布局以减小电压降。通过合理的系统设计和精确的元件选择，可以有效地应对电压开关中的各种挑战。