디지털 입출력으로 오류 삽입 릴레이 보호
릴레이는 과도한 전류 또는 전력 신호를 스위칭(열림 또는 닫힘)할 때 과부하가 걸릴 수 있습니다. 모든 릴레이는 스위칭 전류와 핫 스위칭 전력 한계가 있으며, 이 한계를 초과하면 접점이 녹거나 스위칭이 안되거나 스위칭하는 시간이 길어질 수 있습니다.
전원 공급 장치가 관련된 경우 특히 문제가 있는데, 이는 출력에 커패시터가 포함되어 있어 큰 방전 전류가 흐르게 하여 접점 물질을 가열하고 금속을 녹일 수 있으므로 냉각될 때 접점을 함께 용접시킬 수 있기 때문입니다.
전류 제한기를 추가하면 이러한 문제 중 일부를 완화할 수 있지만 전원 공급 장치의 전류 제한은 용량성 방전 효과를 제어할 수 없으며 제한기가 전원 공급 장치 제어 시스템의 일부인 피드백 루프에서 작동하기 때문에 작동하는 데 시간이 걸릴 수 있음을 기억해야 합니다
경우에 따라 모델 40-411, 40-412 및 40-413과 같은 디지털 입출력 카드를 사용하여 접점이 녹는 발생률을 줄일 수 있으며, 특히 결함이 있는 테스트 대상으로 인해 사고가 발생한 경우 더욱 그렇습니다. 디지털 I/O 모듈이 어떻게 도움이 되는지 설명하기 위해 이 페이지에서는 오류 삽입 모듈을 예로 사용하지만, 다른 많은 시스템에도 동일한 원리를 적용할 수 있습니다.
디지털 입출력 모듈
40-411, 40-412 및 40-413은 출력에 전류 제한 구동기를 포함합니다. 이 구동기는 MOSFET 출력을 사용하며 전류를 제한하는 전류 제한기를 포함합니다. 이 구동기가 전류 제한 모드에 들어가면 MOSFET에서 전압 강하가 발생하고 전압 강하로 인해 MOSFET이 가열됩니다. 구동기에는 또한 특정 온도 이상으로 올라가면 MOSFET을 끄는 온도 센서가 포함되어 있으므로 전류 제한 모드에 들어가면 생성된 열로 인해 보호 회로에 의해 MOSFET이 꺼집니다. MOSFET이 냉각되면 MOSFET이 다시 활성화됩니다. 이것은 사용 중에 손상되기 어려운 매우 견고한 장치를 만듭니다 - 과전압만이 영구적인 손상을 일으킬 수 있으며 이는 지속적인 과전압이어야 합니다. 온도 센서와 전류 제한기는 MOSFET에 밀접하게 결합되어 있어 반응 시간이 빠르기 때문에 MOSFET을 무한정 보호할 수 있습니다.
디지털 입출력 모듈에 소스 및 싱크 드라이버가 모두 포함되어 있는 경우, 두 드라이버 모두 오프 상태로 설정하거나, 양극 공급 또는 접지에 연결하기 위하여 사용되는 하나의 드라이버만 사용할 수 있습니다.
하이 사이드 드라이버가 사용되는 경우 스위치를 켤 때 순방향 바이어스 다이오드가 포함되어 있으며, 이는 출력 저항에서 예상되는 것보다 높은 드라이버 전압 강하가 있음을 의미합니다.
오류 삽입 모듈
피커링 인터페이스 오류 삽입(Fault Insertion) 모듈은 안전에 민감한 시스템에서 발견될 수 있는 일반적인 결함을 시뮬레이션하도록 설계되었습니다. 오픈 회로 및 쇼트 회로를 시뮬레이션하며, 쇼트 시뮬레이션의 일반적인 요구 사항은 다른 신호 라인 또는 전원 공급 장치/접지를 단락시키는 것입니다. 후자는 특히 테스트 장치 자체에 결함이 있는 경우 상당히 높은 전류 흐름을 생성할 수 있습니다. 전류 흐름을 처리하기 위해 릴레이를 선택해야 하지만 경우에 따라 최악 상태의 전류를 견딜 수 있는 릴레이를 찾는 것은 밀도와 비용 모두에 큰 불이익을 줍니다. 피커링 인터페이스 오류 삽입 모듈 구조에 대한 기사를 참조하십시오.
오류 삽입과 디지털 입출력의 결합
전원 또는 접지에 오류를 삽입하는 경우 디지털 입출력 모듈을 사용하여 연결할 수 있으며, 이를 통해 릴레이 보호에 도움이 되는 전류 제한 기능을 사용할 수 있습니다. 또한 디지털 I/O 모듈을 사용하여 오류 삽입 릴레이를 핫 스위칭이 아닌 콜드 스위칭으로 할 수 있습니다.
오류 삽입 모듈의 대표적인 구조는 위 그림과 같으며, 여러 오류 소스와 연결할 수 있는 구조입니다. 오류 소스 중 하나 이상은 전원 공급 장치(배터리) 또는 접지일 수 있습니다. 이 연결이 디지털 입출력 카드를 통해 간접적으로 이루어질 경우 디지털 입출력 카드가 전류 제한 기능을 제공합니다
디지털 입출력 모듈이 40-411인 경우, 접지에 대한 연결만 제공하며, 포지티브 신호 소스에서 오는 연결만 구동할 수 있습니다. 신호 방향이 반전되면 40-411은 출력에 클램프 다이오드가 있기 때문에 접지 아래 약 0.6V에서 신호를 클램핑합니다. 40-411의 정격 싱킹 전류는 1A이며, 전압이 +3.5V 이상인 경우 일반적으로 1.5A에서 전류가 제한되며, 낮은 전압의 경우 더 높은 전류에서 클램핑하며, 최악의 경우 전압이 1.5V로 유지되는 동안 약 3.5A입니다
40-412는 접지 또는 외부 공급 전압에 연결할 수 있는 드라이버를 제공하며, 하나의 오류 삽입 연결만 필요합니다. 로우 사이드 드라이버(접지 연결)의 경우 전류 제한은 일반적으로 1A(최악의 경우 1.5V에서 1.5A(표준)입니다. 하이 사이드 드라이버는 약 1A로 제한되지만 전압 강하가 로우 사이드 드라이버보다 크다는 점에 유의해야 합니다.
40-413은 40-412와 유사한 기능을 제공하지만 일반적으로 로우 사이드 드라이버에서 7A, 하이 사이드 드라이버에서 3.5A로 전류 제한이 있습니다. 이 모듈은 2A 릴레이를 보호하는 용도로는 적합하지 않지만 더 큰 전류 오류 삽입 설계를 지원할 수 있습니다.
각각의 경우, 하나 이상의 디지털 입출력 채널을 병렬로 하여 전류 제한 범위를 늘릴 수 있습니다.
각각의 경우, 릴레이가 아닌 디지털 입출력 스위치를 작동하여 경로를 전환하도록 선택할 수도 있습니다. 디지털 입출력 모듈이 접지 또는 포지티브전원 공급 경로를 닫기 전에 오류 삽입 릴레이를 닫기만 하면 됩니다. 이렇게 하면 오류 삽입 모듈의 릴레이 수명이 크게 증가하는데, 이는 릴레이 스위칭을 핫 스위칭이 아닌 콜드 스위칭으로 하기 때문입니다.
모든 경우에 사용자는 디지털 입출력 모듈의 정격 전압이 초과되지 않는지 확인해야 합니다.
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