淺談接插件/電連接器的選擇方法

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接插件就其本質(zhì)而言，由兩部分組成，即插件和連接器。一般可以完全分開。開關(guān)與連接器的相似之處在于其觸點(diǎn)對(duì)接觸狀態(tài)的改變，實(shí)現(xiàn)了其連接電路的轉(zhuǎn)換。本質(zhì)區(qū)別是連接器只能插拔，開關(guān)在其主體上可以實(shí)現(xiàn)電路的轉(zhuǎn)換，而連接器不能在主體上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。連接器的觸點(diǎn)對(duì)具有固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

連接器的一些技術(shù)指標(biāo)與開關(guān)相似，如接觸電阻、絕緣電阻、耐壓、扭矩、壽命等。連接器的壽命一般比開關(guān)短很多，但其接觸可靠性要比開關(guān)高很多。

電連接器的選擇方法

連接器是連接電路的機(jī)電部件。所以連接器本身的電氣參數(shù)是選擇連接器時(shí)首先要考慮的。正確選擇和使用電連接器是保證電路可靠性的一個(gè)重要方面。

電連接器(以下簡(jiǎn)稱連接器)也可稱為插頭插座，廣泛應(yīng)用于各種電氣電路中，起連接或斷開電路的作用。提高連接器的可靠性是制造商的首要責(zé)任。但是，由于連接器的種類繁多，應(yīng)用范圍廣，正確選擇連接器也是提高連接器可靠性的一個(gè)重要方面。只有通過制造商和用戶的共同努力，才能充分發(fā)揮連接器的應(yīng)有功能。

連接器以不同的方式分類。按頻率分，有高頻連接器和低頻連接器；按形狀分，有圓形連接器和矩形連接器。按用途分，有印制板用連接器、機(jī)柜用連接器、音響設(shè)備用連接器、電源連接器、特殊用途連接器等。下面主要討論低頻連接器(頻率3MHZ以下)的選擇方法。

電氣參數(shù)要求

連接器是連接電路的機(jī)電部件。所以連接器本身的電氣參數(shù)是選擇連接器時(shí)首先要考慮的。

額定電壓

額定電壓又稱工作電壓，主要取決于連接機(jī)器所用的絕緣材料和觸點(diǎn)對(duì)之間的距離。當(dāng)一些元件或設(shè)備低于其額定電壓時(shí)，它們可能無(wú)法執(zhí)行其應(yīng)有的功能。連接器的額定電壓實(shí)際上應(yīng)該理解為制造商推薦的最高工作電壓。原則上，連接器可以在額定電壓下正常工作。筆者傾向于根據(jù)連接器的耐壓(電氣強(qiáng)度)指標(biāo)，以及使用環(huán)境和安全等級(jí)的要求，合理選擇額定電壓。也就是說，同樣的耐壓指標(biāo)，根據(jù)不同的運(yùn)行環(huán)境和安全要求，可以使用不同的最大工作電壓。這也符合客觀的用法。

額定電流

額定電流也叫工作電流。和額定電壓一樣，連接器一般在低于額定電流時(shí)也能正常工作。在連接器的設(shè)計(jì)過程中，通過連接器的熱設(shè)計(jì)來滿足額定電流要求，因?yàn)楫?dāng)電流流過接觸對(duì)時(shí)，接觸對(duì)會(huì)因?qū)w電阻和接觸電阻而發(fā)熱。當(dāng)其發(fā)熱超過一定限度時(shí)，會(huì)破壞連接器的絕緣，通過接觸使表面涂層軟化，導(dǎo)致失效。所以要限制額定電流，其實(shí)連接器內(nèi)部的溫升不能超過設(shè)計(jì)的規(guī)定值。選擇時(shí)要注意的問題是:對(duì)于多芯連接器，額定電流必須降額。這一點(diǎn)在大電流的場(chǎng)合更要注意，比如φ3.5mm的接觸對(duì)。一般其額定電流為50A，但使用5芯時(shí)要降額33%，即每芯額定電流只有38A。內(nèi)核越多，降額范圍越大。

接觸電阻

接觸電阻是指兩個(gè)接觸導(dǎo)體在接觸部位產(chǎn)生的電阻。選擇連接器時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)問題。一、連接器的接觸電阻指標(biāo)其實(shí)就是接觸電阻，包括接觸電阻和對(duì)導(dǎo)體的接觸電阻。一般導(dǎo)體電阻較小，所以很多技術(shù)規(guī)范中把接觸對(duì)電阻稱為接觸電阻。其次，在連接小信號(hào)的電路中，一定要注意給定的接觸電阻指標(biāo)是在什么條件下測(cè)試的，因?yàn)榻佑|表面會(huì)附著氧化層、油污或其他污染物，在兩個(gè)接觸片的表面都會(huì)產(chǎn)生膜電阻。當(dāng)薄膜厚度增加時(shí)，電阻迅速增加，使薄膜成為不良導(dǎo)體。但是，該膜在高接觸壓力下會(huì)發(fā)生機(jī)械擊穿，或者在高電壓和高電流下會(huì)發(fā)生電擊穿。對(duì)于一些小尺寸的連接器，接觸壓力比較小，應(yīng)用場(chǎng)合只有mA和mV，所以膜電阻不容易被擊穿，可能會(huì)影響電信號(hào)的傳輸。在GB5095《電氣設(shè)備用機(jī)電元件基本試驗(yàn)規(guī)定和測(cè)量方法》中，接觸電阻試驗(yàn)方法之一“接觸電阻-毫伏法”規(guī)定，為防止觸點(diǎn)上的絕緣膜被擊穿，試驗(yàn)電路開路電動(dòng)勢(shì)的DC或交流峰值應(yīng)不大于20mV，DC或交流試驗(yàn)電流應(yīng)不大于100mA。其實(shí)這是一種低級(jí)接觸電阻的測(cè)試方法。因此，有此要求者應(yīng)選擇接觸電阻指數(shù)低的連接器。

屏蔽性能

在現(xiàn)代電氣電子設(shè)備中，元器件及其相關(guān)功能的密度日益增加，對(duì)電磁干擾提出了嚴(yán)格的限制。因此，連接器通常采用金屬外殼封閉，以防止內(nèi)部電磁能量輻射或受到外部電磁場(chǎng)的干擾。低頻時(shí)，只有磁性材料才能明顯屏蔽磁場(chǎng)。這時(shí)候?qū)饘偻鈿さ碾娺B續(xù)性，也就是外殼的接觸電阻有一定的規(guī)定。

安全參數(shù)

絕緣電阻

絕緣電阻是指在連接器的絕緣部分施加電壓，使絕緣部分內(nèi)部或表面產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)的電阻值。主要受保溫材料、溫度、濕度、污垢等因素影響。連接器樣品上提供的絕緣電阻值通常是標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的指標(biāo)值。在某些環(huán)境條件下，絕緣電阻值會(huì)有一定程度的降低。還要注意絕緣電阻的測(cè)試電壓值。根據(jù)絕緣電阻(Mω) =施加在絕緣子上的電壓(V)/泄漏電流(μA)，施加不同的電壓，會(huì)有無(wú)用的結(jié)果。連接器測(cè)試時(shí)，施加的電壓一般為10V、100V和500V。

耐壓

是耐壓觸頭對(duì)相互絕緣部分之間或絕緣部分與地之間，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能承受高于額定電壓而不擊穿的臨界電壓。它主要受接觸距離、爬電距離和幾何形狀、絕緣子材料、環(huán)境溫度和濕度以及大氣壓力的影響。

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