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連接器產(chǎn)品基礎知識介紹

2019-02-05 01:41:46 唐立生

    1 什么是連接器?

    連接器,即CONNECTOR。國內亦稱(chēng)作接插件、插頭和插座。一般是指電連接器。即連接兩個(gè)有源器件的器件,傳輸電流或信號。

    連接器是我們電子工程技術(shù)人員經(jīng)常接觸的一種部件。它的作用非常單純:在電路內被阻斷處或孤立不通的電路之間,架起溝通的橋梁,從而使電流流通,使電路實(shí)現預定的功能。連接器是電子設備中不可缺少的部件,順著(zhù)電流流通的通路觀(guān)察,你總會(huì )發(fā)現有一個(gè)或多個(gè)連接器。連接器形式和結構是千變萬(wàn)化的,隨著(zhù)應用對象、頻率、功率、應用環(huán)境等不同,有各種不同形式的連接器。例如,球場(chǎng)上點(diǎn)燈用的連接器和硬盤(pán)驅動(dòng)器的連接器,以及點(diǎn)燃火箭的連接器是大不相同的。但是無(wú)論什么樣的連接器,都要保證電流順暢連續和可靠地流通。就泛指而言,連接器所接通的不僅僅限于電流,在光電子技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,光纖系統中,傳遞信號的載體是光,玻璃和塑料代替了普通電路中的導線(xiàn),但是光信號通路中也使用連接器,它們的作用與電路連接器相同。由于我們只關(guān)心電路連接器,所以,本課程將緊密結合Molex公司的產(chǎn)品,集中介紹電路連接器及其應用。

    2 為什么要使用連接器?

    設想一下如果沒(méi)有連接器會(huì )是怎樣?這時(shí)電路之間要用連續的導體永久性地連接在一起,例如電子裝置要連接在電源上,必須把連接導線(xiàn)兩端,與電子裝置及電源通過(guò)某種方法(例如焊接)固定接牢。這樣一來(lái),無(wú)論對于生產(chǎn)還是使用,都帶來(lái)了諸多不便。以汽車(chē)電池為例。假定電池電纜被固定焊牢在電池上,汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)為安裝電池就增加了工作量,增加了生產(chǎn)時(shí)間和成本。電池損壞需要更換時(shí),還要將汽車(chē)送到維修站,脫焊拆除舊的,再焊上新的,為此要付較多的人工費。有了連接器就可以免除許多麻煩,從商店買(mǎi)個(gè)新電池,斷開(kāi)連接器,拆除舊電池,裝上新電池,重新接通連接器就可以了。這個(gè)簡(jiǎn)單的例子說(shuō)明了連接器的好處。它使設計和生產(chǎn)過(guò)程更方便、更靈活,降低了生產(chǎn)和維護成本。

    連接器的好處:

    1、改善生產(chǎn)過(guò)程

    連接器簡(jiǎn)化電子產(chǎn)品的裝配過(guò)程。也簡(jiǎn)化了批量生產(chǎn)過(guò)程;

    2、易于維修

    如果某電子元部件失效,裝有連接器時(shí)可以快速更換失效元部件;

    3、便于升級

    隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步,裝有連接器時(shí)可以更新元部件,用新的、更完善的元部件代替舊的;

    4、提高設計的靈活性

    使用連接器使工程師們在設計和集成新產(chǎn)品時(shí),以及用元部件組成系統時(shí),有更大的靈活性。

    3連接器的分類(lèi)

    由于連接器的結構日益多樣化,新的結構和應用領(lǐng)域不斷出現,試圖用一種固定的模式來(lái)解決分類(lèi)和命名問(wèn)題,已顯得難以適應。盡管如此,一些基本的分類(lèi)仍然是有效的。

    1.互連的層次

    根據電子設備內外連接的功能,互連(interconnection)可分為五個(gè)層次。

    ①芯片封裝的內部連接

    ②IC封裝引腳與PCB的連接。典型連接器IC插座。

    ③印制電路與導線(xiàn)或印制板的連接。典型連接器為印制電路連接器。

    ④底板與底板的連接。典型連接器為機柜式連接器。

    ⑤設備與設備之間的連接。典型產(chǎn)品為圓形連接器。

    第③和④層次有某些重迭。在五個(gè)層次的連接器中,市場(chǎng)額最高的是第③和第⑤層次的產(chǎn)品,而目前增長(cháng)最快的是第③層次的產(chǎn)品。

    2.連接器規格的層次。

    按照國際電工委員會(huì )(IEC)的分類(lèi),連接器屬于電子設備用機電元件,其規格層次為:

    門(mén)類(lèi)(family)例:連接器

    分門(mén)類(lèi)(sub-family)例:圓形連接器

    類(lèi)型(type)例:YB型圓形連接器

    品種(style)例:YB3470

    規格(variant)

    3.連接器在我國的定義。

    在我國的行業(yè)管理中,把連接器與開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)等統稱(chēng)為電接插元件,而電接插元件與繼電器則統稱(chēng)機電組件。

    4.連接器的產(chǎn)品類(lèi)別。

    連接器產(chǎn)品類(lèi)型的劃分雖然有些混亂,但從技術(shù)上看,連接器產(chǎn)品類(lèi)別只有兩種基本的劃分辦法:①按外形結構:圓形和矩形(橫截面),②按工作頻率:低頻和高頻(以3MHz為界)。

    按照上述劃分,同軸連接器屬于圓形,印制電路連接器屬于矩形(從歷史上看,印制電路連接器確實(shí)是從矩形連接器中分離出來(lái)自成一類(lèi)的),而目前流行的矩形連接器其截面為梯形,近似于矩形。以3MHz為界劃分低頻和高頻與無(wú)線(xiàn)電波的頻率劃分也是基本一致的。

    至于其它按用途、安裝方式、特殊結構、特殊性能等還可以劃分出許多不同的類(lèi)型,并常常出現在刊物和制造商的宣傳品中,但一般只是為了突出某一特征和用途,基本分類(lèi)仍然沒(méi)有超出上述的劃分原則。

    考慮到連接器的技術(shù)發(fā)展和實(shí)際情況,從其通用性和相關(guān)的技術(shù)標準,連接器可劃分以下幾種類(lèi)別(分門(mén)類(lèi)):①低頻圓形連接器;②矩形連接器;③印制電路連接器;④射頻連接器;⑤光纖連接器。

    5.連接器的型號命名。

    連接器的型號命名是客戶(hù)采購和制造商組織生產(chǎn)的依據。在國內外連接器行業(yè)中,產(chǎn)品型號命名有兩種思路:一種是用字母代號加數字的辦法,力求在型號命名中反映產(chǎn)品的主要結構特點(diǎn)。這種方式的好處是易于識別,但排列太長(cháng),過(guò)于復雜,隨著(zhù)連接器的小型化,給打印帶來(lái)很多困難。目前國內仍流行這種方式,并在某些行業(yè)標準甚至國標中作出了規定,如SJ2298-83(印制電路連接器)、SJ2297-83(矩形連接器)、SJ2459-84(帶狀電纜連接器)、GB9538-88(帶狀電纜連接器)等。由于連接器結構的日益多樣化,在實(shí)踐中用一種命名規則復蓋某一類(lèi)連接器越來(lái)越困難。另一種思路是用阿拉伯數字組合。這種方式的好處是簡(jiǎn)潔,便于計算機管理和小型產(chǎn)品的標志打印。國際上主要的連接器制造商目前均采用這種方式??梢灶A計由各制造商制訂反映自身特色的命名辦法將會(huì )逐漸取代在計劃經(jīng)濟體制下由全行業(yè)統一規定某種命名規則的辦法。

    連接器市場(chǎng)發(fā)展概況

    隨著(zhù)消費電子、汽車(chē)電子、通信終端市場(chǎng)的快速增長(cháng)以及全球連接器生產(chǎn)能力不斷向亞洲及中國轉移,亞洲已成為連接器市場(chǎng)最有發(fā)展潛力的地方,而中國將成為全球連接器增長(cháng)最快和容量最大的市場(chǎng)。據估計,未來(lái)中國連接器市場(chǎng)的成長(cháng)速度將繼續超過(guò)全球平均水平,未來(lái)5年內,中國連接器的市場(chǎng)規模年均增速將達到15%,到2010年,中國的連接器市場(chǎng)容量將達257億元。

    電連接器的主要配套領(lǐng)域有交通、通信、網(wǎng)絡(luò )、IT、醫療、家電等,配套領(lǐng)域產(chǎn)品技術(shù)水平的快速發(fā)展及其市場(chǎng)的快速增長(cháng),強有力地牽引著(zhù)連接器技術(shù)的發(fā)展。到目前為止,連接器已發(fā)展成為產(chǎn)品種類(lèi)齊全、品種規格豐富、結構型式多樣、專(zhuān)業(yè)方向細分、行業(yè)特征明顯、標準體系規范的系列化和專(zhuān)業(yè)化的產(chǎn)品。

    總體上看,連接器技術(shù)的發(fā)展呈現出如下特點(diǎn):信號傳輸的高速化和數字化、各類(lèi)信號傳輸的集成化、產(chǎn)品體積的小型化微型化、產(chǎn)品的低成本化、接觸件端接方式表貼化、模塊組合化、插拔的便捷化等等。以上技術(shù)代表了連接器技術(shù)的發(fā)展方向,但需要說(shuō)明的是:以上技術(shù)并不是所有連接器都必需的,不同配套領(lǐng)域和不同使用環(huán)境的連接器,對以上技術(shù)的需求點(diǎn)是完全不一樣的。

    金屬軟管連接器|金屬連接器|包塑軟管連接器

    結構及特性:

    JSF-DPJ端接式箱連接器采用0#鋅(鋁合金)壓鑄(澆鑄)而成,表面鍍鋅或鍍鉻。JSF-DPJ金屬軟管連接器結構緊密,無(wú)氣孔,強度高,與金屬軟管連接可靠,外表美觀(guān)大方;

    JSF-DPJ金屬連接器是上海京生電器有限公司JB/GQ0552-83執行標準中D96-4A,D95-5金屬接頭的延伸產(chǎn)品;

    JSF-DPJ包塑軟管連接器為端接式,用來(lái)將京生金屬軟管連接于箱體上的直線(xiàn)連接件;

    JSF-DPJ適配金屬軟管:JSF-JS型、JSF-JSH型、JSF-JSB型、JSF-JSHG型;

    推薦使用英制管螺紋或公制螺紋;其他德標PG或美標NPT螺紋等可來(lái)電上海京生電器有限公司快速訂做。

    連接器的發(fā)展方向

    連接器的發(fā)展應向小型化、高密度、高速傳輸、高頻方向發(fā)展。小型化是指連接器中心間距更小,高密度是實(shí)現大芯數化。高密度PCB(印制電路板)連接器有效接觸件總數達600芯,專(zhuān)用器件最多可達5000芯。高速傳輸是指現代計算機、信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)要求信號傳輸的時(shí)標速率達兆赫頻段,脈沖時(shí)間達到亞毫秒,因此要求有高速傳輸連接器。高頻化是為適應毫米波技術(shù)發(fā)展,射頻同軸連接器均已進(jìn)入毫米波工作頻段。?

    連接器的基本性能

    連接器知識連接器的基本性能可分為三大類(lèi):即機械性能、電氣性能和環(huán)境性能。另一個(gè)重要的機械性能是連接器的機械壽命。機械壽命實(shí)際上是一種耐久性(durability)指標,在國標GB5095中把它叫作機械操作。它是以一次插入和一次拔出為一個(gè)循環(huán),以在規定的插拔循環(huán)后連接器能否正常完成其連接功能(如接觸電阻值)作為評判依據。

    1.機械性能就連接功能而言,插拔力是重要地機械性能。插拔力分為插入力和拔出力(拔出力亦稱(chēng)分離力),兩者的要求是不同的。在有關(guān)標準中有最大插入力和最小分離力規定,這表明,從使用角度來(lái)看,插入力要?。◤亩械筒迦肓IF和無(wú)插入力ZIF的結構),而分離力若太小,則會(huì )影響接觸的可靠性。連接器的插拔力和機械壽命與接觸件結構(正壓力大?。┙佑|部位鍍層質(zhì)量(滑動(dòng)摩擦系數)以及接觸件排列尺寸精度(對準度)有關(guān)。

    2.電氣性能連接器的主要電氣性能包括接觸電阻、絕緣電阻和抗電強度。

    ①接觸電阻高質(zhì)量的電連接器應當具有低而穩定的接觸電阻。連接器的接觸電阻從幾毫歐到數十毫歐不等。

    ②絕緣電阻衡量電連接器接觸件之間和接觸件與外殼之間絕緣性能的指標,其數量級為數百兆歐至數千兆歐不等。

    ③抗電強度或稱(chēng)耐電壓、介質(zhì)耐壓,是表征連接器接觸件之間或接觸件與外殼之間耐受額定試驗電壓的能力。

    ④其它電氣性能。

    電磁干擾泄漏衰減是評價(jià)連接器的電磁干擾屏蔽效果,電磁干擾泄漏衰減是評價(jià)連接器的電磁干擾屏蔽效果,一般在100MHz~10GHz頻率范圍內測試。

    對射頻同軸連接器而言,還有特性阻抗、插入損耗、反射系數、電壓駐波比(VSWR)等電氣指標。由于數字技術(shù)的發(fā)展,為了連接和傳輸高速數字脈沖信號,出現了一類(lèi)新型的連接器即高速信號連接器,相應地,在電氣性能方面,除特性阻抗外,還出現了一些新的電氣指標,如串擾(crosstalk),傳輸延遲(delay)、時(shí)滯(skew)等。

    3.環(huán)境性能常見(jiàn)的環(huán)境性能包括耐溫、耐濕、耐鹽霧、振動(dòng)和沖擊等。

    ①耐溫目前連接器的最高工作溫度為200℃(少數高溫特種連接器除外),最低溫度為-65℃。由于連接器工作時(shí),電流在接觸點(diǎn)處產(chǎn)生熱量,導致溫升,因此一般認為工作溫度應等于環(huán)境溫度與接點(diǎn)溫升之和。在某些規范中,明確規定了連接器在額定工作電流下容許的最高溫升。②耐濕潮氣的侵入會(huì )影響連接h絕緣性能,并銹蝕金屬零件。恒定濕熱試驗條件為相對濕度90%~95%(依據產(chǎn)品規范,可達98%)、溫度+40±20℃,試驗時(shí)間按產(chǎn)品規定,最少為96小時(shí)。交變濕熱試驗則更嚴苛。③耐鹽霧連接器在含有潮氣和鹽分的環(huán)境中工作時(shí),其金屬結構件、接觸件表面處理層有可能產(chǎn)生電化腐蝕,影響連接器的物理和電氣性能。為了評價(jià)電連接器耐受這種環(huán)境的能力,規定了鹽霧試驗。它是將連接器懸掛在溫度受控的試驗箱內,用規定濃度的氯化鈉溶液用壓縮空氣噴出,形成鹽霧大氣,其暴露時(shí)間由產(chǎn)品規范規定,至少為48小時(shí)。④振動(dòng)和沖擊耐振動(dòng)和沖擊是電連接器的重要性能,在特殊的應用環(huán)境中如航空和航天、鐵路和公路運輸中尤為重要,它是檢驗電連接器機械結構的堅固性和電接觸可靠性的重要指標。在有關(guān)的試驗方法中都有明確的規定。沖擊試驗中應規定峰值加速度、持續時(shí)間和沖擊脈沖波形,以及電氣連續性中斷的時(shí)間。

    ⑤其它環(huán)境性能根據使用要求,電連接器的其它環(huán)境性能還有密封性(空氣泄漏、液體壓力)、液體浸漬(對特定液體的耐惡習化能力)、低氣壓等。