Kontrolní Seznam: Jak Najít Správný Konektor

Konektory se používají vždy, když musí být připojena nebo odpojena dvě elektrická vedení. Funkce elektrického konektoru je definována takto:

„Elektrický konektor je elektromechanické zařízení, které umožňuje oddělovací bod mezi dvěma součástmi elektronického systému, aniž by způsobil nepřijatelný vliv na výkon celého systému.“(Podle Robert S. Mroczkowski: Příručka elektronického konektoru)

Základy

Struktura konektoru

Zásuvné připojení se skládá z různých součástí, které jsou složeny takto:

• Spojovací technologie pin kontakt
• Kontakt pinů izolátoru
• Kolíkový kontakt základního materiálu
• Povrchový kolíkový kontakt
• Povrch kontaktu soketu
• Kontakt patice základního materiálu
• Kontakt soketu odpojovače
• Kontakt technologie soketu
• Stínění konektoru
• Pouzdro a zámek

Ti, kteří mají na výběr, mají na výběr spoustu věcí, což platí i při výběru konektoru pro speciální aplikaci. Výběr však lze omezit předvolbou. K tomu chceme vyvinout základní kritéria, jejichž následná posloupnost umožňuje učinit správné rozhodnutí.

Použití: K čemu se konektor používá?

Aplikace je prvním kritériem, které průmysl konektorů nabízí také jako výběrový filtr na internetu.

spropitné

Abychom našli správné řešení existujícího problému s konektory, pomůže vám kniha „Praktický průvodce konektory“, z níž tento článek také vychází.

Více informací

Vstupní / výstupní konektory: Vstupní a výstupní konektory (nazývané také I / O) se většinou používají k připojení kabelů a vodičů k zařízení nebo sestavě. Signály mohou být vedeny do trvale připojených párů uvnitř zařízení pomocí drátů (přírubové konektory, také drát-drát nebo WtW). Pevná polovina může být také pájena nebo pájena přímo do desky plošných spojů. To zase vyžaduje montáž konektoru zevnitř ven (zadní montáž).

Konektory na desce s plošnými spoji : Konektory na desce s plošnými spoji pro spojování vodičů uvnitř zařízení nemají různé zvláštnosti, jak byly právě popsány, a označují se také jako konektory typu wire-to-board nebo WtB. Tyto konektory obvykle nejsou stíněné a mají integrované západky nebo západky. Do této kategorie patří také konektory FFC (Flexible Flat Conductor), přičemž zde neexistuje žádný spojovací konektor, ale spíše laminovaný pásový kabel s plochými lisovanými plnými dráty nebo pružná fólie zesílená na zadní straně pozlacenými, pocínovanými nebo potištěnými uhlíkově vodivými laky (CCI - Carbon Conductive Ink) dává.

Konektory PCB: Konektory PCB pro připojení dvou PCB se označují také jako konektory deska-deska nebo BtB. Tyto konektory mají často integrované stínění pro vyšší rychlost přenosu dat. Nestíněné víceřadé kolíky a zásuvky se také často používají v pseudo-koaxiálním zapojení. Paralelní zapojení (stejně dlouhých) kontaktů někdy zabraňuje použití vysoce proudových konektorů.

Konektor backplane : Konektory backplane nebo backplane jsou ve skutečnosti podmnožinou konektorů BtB. Mají však zvláštní postavení v tom, že tyto konektory mají většinou integrované stínění, předstředění pomocí západek, polarizaci, často také kódování polohy, ale žádné zamykání. Existují také vysoce aktuální moduly, které odpovídají různým systémům. Všechny tyto konektory jsou k dispozici hlavně v technologii lisování.

Mezzaninové konektory: Mezzaninové konektory mají menší problém se ztrátami vedení než s integritou signálu párů konektorů kvůli nepřekonatelným impedancím. U víceřadých konektorů s kolíkovou hlavičkou lze často pomocí chytrého zapojení dosáhnout mnoho. U mezzaninových konektorů pro vyšší datové rychlosti je třeba věnovat zvláštní pozornost impedanční křivce, odrazu a přeslechu, což je důvod, proč se tyto konektory používají méně často v technologii lisování, ale spíše jako SMT verze (dvouřadé nebo víceřadé s technikami pájení podobnými BGA).

spropitné

Další konektory, které jsou k dispozici, najdete v příručce „Connector Practical Guide“.

Více informací

Kontrolní seznam: Jak najdete správný konektor?

Kontrolní seznam nám může pomoci najít optimální konektor. Položíme si následujících 15 otázek:

1. Je aplikace I / O - WtB - BtB - Backplane - Mezzanine? Prvním kritériem pro nalezení správného konektoru je volba aplikace. Pomocí předvolby se můžete dostat k odpovídajícím produktům od příslušných výrobců s ohledem na to, že mnoho rodin konektorů pokrývá několik těchto aplikací.

2. Jaký je směr mechanického připojení, jaké je uspořádání DPS? Směr páření a uspořádání desky plošných spojů jsou často nezbytné pro rozhodnutí použít přímý (svislý?) Nebo úhlový konektor. Zde je často matoucí, že směr vkládání a konstrukce konektoru často vedou k různým výsledkům. Úhlový konektor na desce plošných spojů je třeba chápat odlišně než úhlový kabelový vývod I / O konektoru.

3. A co prostorová omezení? Omezení ve scénáři instalace často vedou k nákladnějším řešením, k technicky (elektricky) sporným aplikacím nebo k omezením při zapojování nebo odpojování konektoru. Konektor je bohužel často poslední součástí uspořádání desky plošných spojů a musí se vyrovnat se zbývajícím prostorem.

4. Jaký je počet signálů - hmotnost nebo rozdíl - jaká je rychlost dat? Počet kontaktů je kritériem pro výběr konektoru, ale musíte si předem ujasnit, kolik kontaktů je potřeba pro přenos požadovaných signálů. Rozlišujeme datovou rychlost pro diferenciální signály a musíme přidat nezbytné zemní kontakty, aby se zabránilo téměř přeslechu ke skutečným dvěma kontaktům pro diferenciální pár. Signály související se zemí jsou pomalejší a obvykle pro oddělení signálu nevyžadují žádné zemní kontakty, ale celý zpětný proud by měl být veden přes více než jeden signální zemní kontakt.

5. Kolik zemních kontaktů potřebujeme pro signály, potřebujete dodatečné stínění? Pokud jste analyzovali celkový počet pozemních kontaktů, měli byste znovu zvážit jakékoli rozdíly v uzemnění. Návrat země diferenciálního páru může být u pozemních signálů odlišným uzemněním než zem signálu.

6. Počet napájecích zdrojů - zesilovače → okolní teplota? Pokud jde o napájení, první otázkou je maximální okolní teplota, která definuje jmenovitý proud jednotlivého kontaktu pomocí derivační křivky a průřezu odizolovaného drátu. V hybridních uspořádáních často dochází k závěru, že by měl být použit hybridní konektor, který však může zaznamenat úzká místa, pokud jde o náklady a pořízení.

Paralelní spojení kontaktů s konektory BtB je zcela přípustné, ale měli byste se ujistit, že aktuální cesty jsou stejné délky. Dále se doporučuje vypočítat rezervu přibližně 20% z celkového proudu závislého na teplotě. U konektorů WtB s krimpovanými spoji je třeba technicky zkontrolovat přemostění kontaktů na straně kabelu. Pokud je to možné, měla by se vypočítat výkonová rezerva přibližně 30%.

7. Zpětný proud napájecích zdrojů? Při určování minimálního počtu kontaktů je často opomíjen zpětný proud pro napájení, ale musí být zohledněn - zejména pokud je na jednom vedení zpětného proudu kombinováno několik různých napěťových potenciálů, což vede k vyššímu proudu než jednotlivá napájecí vedení.

8. Existují napětí vyšší než 50 VDC kvůli bezpečnosti dotyku? Při napětí nad 48 VDC platí přísnější předpisy týkající se bezpečnosti během provozu nebo maximálního povoleného jmenovitého napětí konektoru. Kromě toho je třeba vzít v úvahu, že indukční zatížení při tažení může způsobit, že kontakt bude zničen obloukem již od přibližně 20 V.

9. Jaké pájecí techniky existují na desce plošných spojů / přes ni (SMT - vlnové pájení - PiP - THR - THT)? Při výběru konektoru musí být známo, které pájecí procesy jsou prováděny během výroby desky s plošnými spoji. Menší konektory SMT na straně B desky s plošnými spoji mohou rozhodně projít druhým procesem pájení na straně A ve stavu zavěšení. Pokud se tyto konektory stanou příliš těžkými nebo mají příliš malou pájecí plochu, pak stojí za zvážení, zda tento konektor není k dispozici jako varianta lisování a může být znovu namontován po procesu oboustranného pájení.

10. Mluvíme o bezolovnatých pájecích procesech (opakování +260 ° C nebo vlnové pájení +300 ° C)? Dnes jsou standardem bezolovnaté pájecí procesy. Všechny spojky pájené pomocí procesu SMT by tedy měly tento proces bezolovnatého pájení přežít. Jak již bylo uvedeno, některé datové listy nebyly revidovány. Proto má smysl znovu nastavit teplotní křivky procesu pájení SMT konektorů SMT.

11. Jaká je maximální povolená výška součásti pro automatickou montáž? Konektory jsou často největšími součástmi automatické montáže. Z tohoto důvodu musí být zkontrolována jak kontaktní plocha vakuové přísavky, tak i celková výška komponenty, aby mohl stroj pick & place správně zasunout konektor.

12. Existují průřezová omezení nebo předpisy pro dráty (pájka - krimpování - IDC)? Protože průřezy udeřeného drátu mají přímý vliv na proudovou kapacitu příslušných kontaktních kontaktů, musí být při výběru použitých průřezů drátu známo. Zvětšení průřezu je často levnějším řešením než výběr dalšího většího konektoru. Krimpovací kontakty by měly být na obou stranách vodicích drátů identické, aby se zjednodušil výrobní proces. U izolačních posuvných spojů jsou obě strany obvykle identické.

13. Je preferován zlatý nebo cínový povrch? Potřebujete kancelář nebo průmyslovou atmosféru? Rozhodnutí, zda si jako kontaktní povrch zvolit zlato, cín nebo stříbro, se často nachází ve stromu rozhodnutí výše, protože mnoho rodin konektorů je k dispozici pouze v jedné nebo druhé kontaktní ploše. Zlato je samozřejmě vždy dražší než stříbro nebo cín, ale nemůže být nahrazeno, pokud byl konektor v terénu (servisní připojení) vystaven životnímu prostředí po celá léta a poté musí fungovat v případě služby. Pokud je však připojení připojeno a máte na výběr mezi zlatem a cínem, platí zákon 50:50:50:

• Má konektor méně než 50 kontaktů? (Srovnávací síly se stanou příliš velké kvůli vyšším normálním kontaktním silám s cínem.)
• Zvládne elektronika odolnost vůči kontaktu po ukončení životnosti 50 miliohmů?
• Očekává se během životnosti konektoru méně než 50 párovacích cyklů?

Jsou-li tyto tři podmínky splněny, obvykle nebrání použití levnějších pocínovaných kontaktních povrchů.

14. Existují nějaká zákonná omezení nebo normy (UL - GWT - VDE - LV)? Zařízení samozřejmě musí splňovat příslušné bezpečnostní předpisy. Přehled nejdůležitějších:

• UL:V nejjednodušším případě UL reguluje chování při požáru a znamená hořlavost plastů v zařízeních a součástech, pokud oheň pochází z vnějšku. Všichni víme, UL 94 a jeho klasifikační úrovně HB (horizontální pálení), stejně jako V-0, V-1, V-2. Pro konektory by měl být použit plast s úrovní UL94 V-0. Je dokonce lepší, pokud je konektor klasifikován jako produkt UL. Výrobci obvykle poskytují tyto informace na webových stránkách (e-číslo nebo „žlutá karta“). Pro aplikace ve frekvenčních měničích nebo motorových pohonech je nutné dodržovat UL508, tj. Už nestačí pouze číslo E, ale tloušťky stěny a vzdálenosti krepování uvnitř konektoru musí být analyzovány vzhledem k plastům použitým k zabránění únikovým proudům a poruchám.
• GWT: Další vyšší úroveň zabezpečení chování při požáru je tzv. Zkouška žhavým drátem (GWT) podle IEC 60 335-1. Tento test simuluje spálení kontaktu v konektoru pomocí žhavícího drátu. Požární chování plastu použitého v konektoru je vyšetřeno na zapálení a následné samozhášení v určeném časovém okně. GWT je povinné pro všechny konektory v takzvaných domácích spotřebičích bez dozoru. To zahrnuje velké spotřebiče, jako jsou pračky a myčky nádobí, ale také kávovary a čisticí zařízení.
• VDE: Pokyny VDE platí všude tam, kde je uvnitř zařízení distribuováno síťové napětí a celé zařízení nemá typovou zkoušku. Všechny součásti nesoucí síťové napětí pak musí mít certifikační značky VDE.
• LV: V automobilovém inženýrství existují předpisy pro LV (pro konektory LV214 s testovací specifikací LV214-2 a zkušební postupy podle LV214-3) pro německý trh a specifikace SAE /uSCAR-2 pro americký trh.

Samozřejmě existují další standardy v závislosti na aplikaci, od lékařských požadavků po potravinovou vhodnost až po specifikace zákazníka, které musí být poté potvrzeny příslušným uvolněním produktu.

15. Existuje preferovaná kontaktní mřížka (z jakého důvodu?) Preferovaná rozteč kontaktů omezuje nebo zjednodušuje výběr konektoru. Může to být způsobeno rozvržením desky s plošnými spoji, pájecími procesy nebo jednoduše z historických zkušeností.

Jaký je nejdůležitější parametr z výše uvedených 15 otázek? Výše uvedené pořadí nemusí být nutně správné, tedy otázka nejdůležitějšího parametru, který musí být splněn.

Pokud jsou všechny otázky zodpovězeny upřímně, jste připraveni najít optimální a dostupný produkt pro vaši aplikaci z odhadovaných čtyř milionů základních produktů, které odvětví konektorů nabízí.

spropitné

Tento článek je výňatkem z „Praktického průvodce konektory“. Další základní znalosti o konektorech a podrobné odborné znalosti lze nalézt v odborné knize.

Více informací

* Herbert Endres, nezávislý konzultant pro otázky ohledně konektorů pod logem ConConsult.