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工业级电子开关的可靠性与保护设计
工业环境对电子开关提出严苛要求，需具备过流、过压、短路等多重保护功能。采用银合金触点的交流接触器可承受10万次以上通断操作，固态继电器(SSR)则实现零火花安全切换。某型号PLC输出模块集成自诊断功能，能实时监测开关管结温并预测寿命。防爆型开关符合ATEX标准，可在易燃易爆环境中安全使用。工业级产品通常设计有IP67防护等级，确保在粉尘、潮湿等恶劣条件下可靠工作。
板上方50mm±5mm的非导电材料上。采用电压探头和示波器或波形采集设备测量供电电压和骚扰电压,电压波形参数见附录B。
需注意测量时DUT是在断开以及各种不同工作模式的切换下进行。DUT试验条件要求应
在试验计划中规定。
注:某些情况下在DUT开启时测量。
应选择合适的采样率和触发电平,以获取完整的瞬态波形。选择的分辨率以显示瞬态大的
35、ly automatic switching全自动交换fully automatic switching network全自动交换网fully automatic switching system全自动交换系统function switch操作开关 ; 函数开关functional switch功能开关 ; 逻辑开关fuse disconnecting switch熔丝隔离开关fuse switch熔丝开关fuse-switch unit带保险丝的开关fused switch保险开关fusible disconnecting switch熔线式隔离开关; 带保险丝的断路器; 保险丝断路器fus
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图4. 混合型热光移相器。（a）由金属与掺杂波导并联形成的加热器结构示意图。（b）输出光功率随加热器功耗的变化曲线。（c）光学相位随驱动功率的变化曲线。（d）与金属加热器的热光移相器响应曲线对比进展3. 悬臂梁波导热光移相器
前文所述的热光移相器都是通过结构优化来提高移相器的性能，不能解决热量从硅衬底耗散的问题。解决该问题有效的办法是刻蚀硅波导附近区域的二氧化硅与硅衬底，利用空气热导率低的特性将热量集中于波导附近，减少热量耗散，提高移相器移相效率。其中，比较典型的工作有，2011年新加坡IME的研究人员设计并实现了悬臂梁波导结构，如图5所示，采用干法刻蚀将硅波导附近的二氧化硅和下方120 μm厚的硅衬底去除，保留部分二氧化硅，形成波导几何支撑结构，克服了硅波导可能面临的断裂与塌陷问题。这种结构可以将热光移相器移相效率提升至0.49 mW/π，但是由于空气热导率低，移相器的上升时间和下降时间大约是144 μs和122 μs。因此，这种结构的移相器一般用于光模块等只需要进行工作点单次调节而不用反复调节的器件。
MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右，几毫欧的也有。 MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越高，损失也越大。 导通瞬间电压和电流的乘积很大，造成的损失也就很大。缩短开关时间，可以减小每次导通时的损失；降低开关频率，可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。