Коннекторы - это важные механические и электрические устройства соединения между различными частями системы или между системой и внешним миром.Выбор типа соединителя зависит от многих факторов, включая электрические и механические требования, отраслевые стандарты, пригодность к использованию и производство, количество и тип контактов, ситуации с спариванием и без спаривания, цели надежности,и нормативные требованияТем не менее, классический корпус соединителя D-Sub (ультра-малый D-тип) используется в течение десятилетий и по-прежнему является предпочтительным соединителем для многих приложений.
Несмотря на то, что стиль кузова и расположение соединителей привлекли внимание,сами контакты оказывают значительное влияние на электрические и механические характеристики соединителейПо мере того, как дизайн становится все более сложным и требования к приложению становятся все выше,дизайнеры должны понимать новейшие инновации в области контактных технологий, чтобы соответствовать соответствующим стандартам и требованиям, особенно с точки зрения прочности, силы вставки и силы удержания, сопротивления при контакте и температурной стойкости.
В этой статье дается краткий обзор тенденции развития разъемов, с упором на причины дальнейшего использования D-подразъемов.были введены продвинутые контактные линзы Amphenol Positronic, и как их использовать для повышения производительности соединителя.
USB, важность Ethernet и D-sub разъемов
Несмотря на то, что использование традиционных интерфейсов RS-232 уменьшилось и появляются различные версии разъемов USB и Ethernet,Классический 9-контактный D-подконнектор (известный как DB-9) и другие разъемы в более широкой серии D-подконнекторов по-прежнему играют решающую роль в электронной системе связиХотя USB и Ethernet могут удовлетворить многие требования к взаимосвязи, они не могут быть использованы в качестве интерфейсов.эти два широко используемых типа разъемов являются серийными интерфейсами, а не многопроводной интерфейсомОни могут одновременно передавать данные и мощность, но имеют строгие ограничения на типы сигналов, максимальные значения напряжения и тока и номинальную мощность.
С точки зрения конструкции, USB и Ethernet не могут эффективно обрабатывать несколько несвязанных сигналов или разные форматы, такие как интерфейсы с несколькими параллельными контактными путями.Еще одно важное соображение заключается в том, что конструкция стандартных соединений USB и Ethernet во многих случаях не отвечает требуемому уровню механической и электрической целостности и надежности..
Из-за этих и других причин D-субконнекторы до сих пор широко используются.Он выполняет функцию полного экранирования электромагнитных помех (EMI) и радиочастотных помех (RFI), обеспечивающий герметичный или почти герметичный корпус, с прочной механической конструкцией, и его две стыковочные части могут быть заперты друг с другом через небольшой верхний провод.Корпус или корпус подсоединителя D имеет не менее шести стандартных размеров.В дополнение к предоставлению корпусов соединителей с одним и тем же типом контакта на всех позициях,"Combo-D" D-sub также поддерживает смешивание независимых контактов сигнала и питания в пределах одного корпуса соединителя (рисунок 1, вверху).
Изображение в стиле ультра-малых соединителей Combo-D (нажмите, чтобы увеличить)
Рисунок 1: Комбо-D сверхмаленький разъем поддерживает множество комбинаций сигналов и путей питания (как показано на рисунке);Подсоединитель D принимает стандартные размеры корпуса и расположение контакта (как показано на рисунке ниже)(Изображение: Amphenol Positronic)
Одно D-sub может поддерживать различные стандартные смеси и сочетания устройств (рисунок 1, внизу).высокое напряжение, термопары, и опции оптоволоконного контакта.
Инновации в контактной технологии
Преимущество корпуса D-sub является важным сюжетом в истории соединителя, а электрические контакты и их свойства также являются ключом к успешной сборке соединителя.За эти годы, контактная технология сделала много улучшений в материалах, конструкции, электрических и механических свойствах.
Это включает в себя запатентованную компанией Amphenol Positronic технологию контакта PosiBand (патент США No 7115002).который отличается от традиционной конструкции и достигает более высокой производительности во многих ключевых параметрах.
Элемент внешнего давления PosiBand предназначен для полного разделения механических и электрических действий соединения (рисунок 2).Элемент давления применяет силу, чтобы нажать мужской шприц к внутренней полости, образуя длинную прямую электрическую контактную линию, завершая механическое действие.что позволяет конструкторам оптимизировать сопротивление интерфейса соединенияПрочная и нетронутая круглая конструкция входа может повысить механическую прочность контактов.
Amphenol Positronic PosiBand принимает запатентованные дизайнерские изображения (нажмите, чтобы увеличить)
Рисунок 2: PosiBand использует запатентованную конструкцию, которая отделяет механические и электрические действия соединения. (Изображение: Amphenol Positronic)
Клип на пружину внутри PosiBand (рисунок 3, слева) является небольшим, но критическим компонентом в сборке и ключевым фактором, влияющим на ее производительность.Этот устойчивый лист из медного сплава бериллия может генерировать нормальную силу на мужской контактПри этом, выполняя или превышая требования к производительности, он также может уменьшить среднюю силу вставки.
Амфенол позитронный пози-бэнд (слева) обеспечивает нормальное изображение силы в зоне контакта (справа)
Рисунок 3: Клип на пружину PosiBand (слева) обеспечивает нормальную силу в зоне контакта (справа) для максимизации зоны контакта поверхности электрического спаривания. (Изображение: Amphenol Positronic)
Основные контакты PosiBand изготовлены из латуни и имеют отличную производительность при скрещивании проводов на контакты.который не только увеличивает затраты, но и может вызвать долгосрочные проблемы, если не обрабатываться должным образом в процессе производства.
По сравнению с традиционными конструкциями контактов, система PosiBand также увеличивает зону контакта между мужскими и женскими контактами, тем самым достигая более надежной электрической целостности.На микроуровнеУвеличение площади контакта уменьшает возможность разрыва во время вибрации.
Вопреки интуиции, система PosiBand обеспечивает большую зону контакта без увеличения силы вставки; напротив, конструкция PosiBand обеспечивает более последовательную силу вставки,тем самым уменьшая среднюю силу вставки.
Позитронические продукты вошли в Список квалифицированных продуктов (QPL) Агентства по логистике Министерства обороны США (DLA),что означает, что они удовлетворяют требованиям, включая соответствующую идентификацию продукта, квалификация и периодические испытания подтверждения.и также отвечает требованиям GSFC S-311-P4/08 и GSFC S-311-P4/10 по испытаниям на контактную разделение на более высокие 40 г.
Размер контакта и сопротивление
Контакты PosiBand используют стандартные размеры 20 и 22. Первый применим к проводам American Wire Gauge (AWG) 20, 22 и 24, а второй - к проводам 22, 24, 26, 28 и 30 AWG.
Максимальное сопротивление контакта 22 составляет 0,005 Ом (Ω), в то время как соответствующее сопротивление контакта 20 составляет 0,004 Ом. Из-за низкого сопротивления контакта потеря I2R невелика,приводит к низкому самонагреву, что дает конструкторам возможность использовать контакты 22 и 20 для питания.
Некоторые инженеры не понимают тепловых характеристик контактов или рассматривают этот фактор только на более поздних этапах проектирования и выбора соединителей.Тепло остается ключевым фактором при оценке производительности соединителя и системыПовышение температуры и соотношение тока контактов PosiBand 20 (рисунок 4, верхний) и 22 (рисунок 4, нижний) полностью совпадают при различных конфигурациях контактов.