連接器位于線束的兩端，是實(shí)現(xiàn)線束與用電設(shè)備連接的重要部件。連接器又稱插接件、插頭和插座，通過獨(dú)立或與線纜一起，為器件、組件、設(shè)備、子系統(tǒng)之間傳輸電流或光信號(hào)，是構(gòu)成線束系統(tǒng)連接所必須的組成部件。
電連接器的概念及簡(jiǎn)介
電連接器是各類電氣、電子系統(tǒng)不可缺少的電子元器件，廣泛用于航天、航空、核工業(yè)、兵器、艦船、電子、交通、計(jì)算機(jī)、通信、醫(yī)療、石油勘探等行業(yè)。電連接器作為電信號(hào)傳輸系統(tǒng)的“神經(jīng)樞紐與接點(diǎn)”，在電路中起著電信號(hào)傳輸?shù)年P(guān)鍵橋梁作用，其品質(zhì)直接影響產(chǎn)品的性能與質(zhì)量。
電連接器的定義
電連接器主要用于電氣、電子設(shè)備的電纜線與電纜線、電纜線與設(shè)備之間的電路連接，實(shí)現(xiàn)低頻信號(hào)、高頻信號(hào)及電能(功率)的傳輸。電連接器由固定電連接器和自由端電連接器兩部分組成。固定電連接器是安裝在面板和底座(或不安裝)的被動(dòng)連接部分，又稱為插座;自由端電連接器是帶有連接螺母或其他鎖緊裝置的主動(dòng)連接部分，與固定端電連接器相配合，又稱為插頭。電連接器通過插頭與插座之間的插合和分離，使電路接通和斷開。
電連接器由殼體、絕緣體、接觸體三大基本單元組成。
電連接器(以下簡(jiǎn)稱連接器)也可稱插頭座，廣泛應(yīng)用于各種電氣線路中，起著連接或斷開電路的作用。提高連接器的可靠性首先是制造廠的責(zé)任。但由于連接器的種類繁多，應(yīng)用范圍廣泛，因此，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。
連接器有不同的分類方法。
按照頻率分，有高頻連接器和低頻連接器;按照外形分,有圓形連機(jī)器，矩形連機(jī)器;按照用途分，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，特殊用途連接器等等。
一、電氣參數(shù)
連接器是連接電氣線路的機(jī)電元件。因此連接器自身的電氣參數(shù)是選擇連接器首先要考慮的問題。
額定電壓額定電壓又稱工作電壓，它主要取決于連接器所使用的絕緣材料，接觸對(duì)之間的間距大小。
某些元件或裝置在低于其額定電壓時(shí)，可能不能完成其應(yīng)有的功能。連接器的額定電壓事實(shí)上應(yīng)理解為生產(chǎn)廠推薦的最高工作電壓。原則上說，連接器在低于額定電壓下都能正常工作。
因此，我們需要根據(jù)連接器的耐壓(抗電強(qiáng)度)指標(biāo)，按照使用環(huán)境，安全等級(jí)要求來合理選用額定電壓。
額定電流額定電流又稱工作電流。同額定電壓一樣，在低于額定電流情況下，連接器一般都能正常工作。
在連接器的設(shè)計(jì)過程中，是通過對(duì)連接器的熱設(shè)計(jì)來滿足額定電流要求的，因?yàn)樵诮佑|對(duì)有電流流過時(shí)，由于存在導(dǎo)體電阻和接觸電阻，接觸對(duì)將會(huì)發(fā)熱。當(dāng)其發(fā)熱超過一定極限時(shí)，將破壞連接器的絕緣和形成接觸對(duì)表面鍍層的軟化，造成故障。
因此，要限制額定電流，事實(shí)上要限制連接器內(nèi)部的溫升不超過設(shè)計(jì)的規(guī)定值。在選擇時(shí)要注意的問題是：對(duì)多芯連接器而言，額定電流必須降額使用。
這在大電流的場(chǎng)合更應(yīng)引起重視，例如φ3.5mm接觸對(duì)，一般規(guī)定其額定電流為50A，但5芯時(shí)要降額33%使用，也就是每芯的額定電流只有38A，芯數(shù)越多，降額幅度越大。
接觸電阻
接觸電阻是指兩個(gè)接觸導(dǎo)體在接觸部分產(chǎn)生的電阻。
在選用時(shí)要注意到兩個(gè)問題：
第一，連接器的接觸電阻指標(biāo)事實(shí)上是接觸對(duì)電阻，它包括接觸電阻和接觸對(duì)導(dǎo)體電阻。通常導(dǎo)體電阻較小，因此接觸對(duì)電阻在很多技術(shù)規(guī)范中被稱為接觸電阻。
第二，在連接小信號(hào)的電路中，要注意給出的接觸電阻指標(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，兩接觸件表面會(huì)產(chǎn)生膜層電阻。而當(dāng)膜層厚度增加時(shí)，電阻迅速增大，使膜層成為不良導(dǎo)體。但是，膜層在高接觸壓力下會(huì)發(fā)生機(jī)械擊穿，或在高電壓，大電流下會(huì)發(fā)生電擊穿。
屏蔽性(抗干擾)在現(xiàn)代電氣電子設(shè)備中，元器件的密度以及它們之間相關(guān)功能的日益增加，對(duì)電磁干擾提出了嚴(yán)格的限制。所以連接器往往用金屬殼體封閉起來，以阻止內(nèi)部電磁能輻射或受到外界電磁場(chǎng)的干擾。
在低頻時(shí)，只有磁性材料才能對(duì)磁場(chǎng)起明顯屏蔽作用。此時(shí)，對(duì)金屬外殼的電連續(xù)性有一定的規(guī)定，也就是外殼接觸電阻。
二、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，從而使絕緣部分的表面內(nèi)或表面上產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)出的電阻值。
它主要受絕緣材料，溫度，濕度，污損等因素的影響。連接器樣本上提供的絕緣電阻值一般都是在標(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)有不用程度的下降。
另外要注意絕緣電阻的試驗(yàn)電壓值。根據(jù)絕緣電阻(MΩ)=加在絕緣體上的電壓(V)/泄漏電流(μA)施加不同的電壓，就有不用的結(jié)果。在連接器的試驗(yàn)中，施加的電壓一般有10V，100V，500V三檔。
耐壓耐壓就是接觸對(duì)的相互絕緣部分之間或絕緣部分與接地之間，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)所能承受的比額定電壓更高而不產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象的臨界電壓。它主要受接觸對(duì)間距和爬電距離和幾何形狀，絕緣體材料以及環(huán)境溫度和濕度，大氣壓力的影響。
燃燒性任何連接器在工作時(shí)都離不開電流，這就存在起火的危險(xiǎn)性。因此對(duì)連接器不僅要求能防止引燃，還要求在一旦引燃和起火時(shí)，能在短時(shí)間內(nèi)自滅。在選用時(shí)要注意選擇采用阻燃型，自熄性絕緣材料的電連接器。
三、機(jī)械參數(shù)
接觸壓力(單腳分離力和總分離力)連接器中接觸壓力是一個(gè)重要指標(biāo)，它直接影響到接觸電阻的大小和接觸對(duì)的磨損量。
在大多數(shù)結(jié)構(gòu)中，直接測(cè)量接觸壓力是相當(dāng)困難的。因此，往往通過單腳分離力來間接測(cè)算接觸壓力。對(duì)于圓形針孔接觸對(duì)，通常是用有規(guī)定重量砝碼的標(biāo)準(zhǔn)插針來檢驗(yàn)陰接觸件夾持砝碼的能力，一般其標(biāo)準(zhǔn)插針的直徑是陽(yáng)接觸件直徑的下限取-5μm。
總分離力一般是單腳分離力上線之和的兩倍。總分離力超過50N時(shí)，用人工插拔已經(jīng)相當(dāng)困難了。當(dāng)然，對(duì)一些測(cè)試設(shè)備或某些特殊要求的場(chǎng)合，可選用零插拔力連接器，自動(dòng)脫落連接器等等。
機(jī)械壽命連接器的機(jī)械壽命是指插拔壽命，通常規(guī)定為500～5000次。
在達(dá)到此規(guī)定的機(jī)械壽命時(shí)，連接器的接觸電阻，絕緣電阻和耐壓等指標(biāo)不應(yīng)超過規(guī)定的值。
嚴(yán)格的說，現(xiàn)在的機(jī)械壽命是一種模糊的概念。機(jī)械壽命應(yīng)該與時(shí)間有一定的關(guān)系，10年用完500次與1年用完500次，顯然其情況是不一樣的。只不過目前還沒有一種更經(jīng)濟(jì)，更科學(xué)的方法來衡量。
接觸對(duì)數(shù)目和針孔性可根據(jù)電路的需要來選擇接觸對(duì)的數(shù)目，同時(shí)要考慮連接器的體積和總分離力的大小。接觸對(duì)數(shù)目多，當(dāng)然其體積就大，總分離力相對(duì)也大。在某些可靠性要求高、而體積又允許的情況下，可采用兩對(duì)接觸對(duì)并聯(lián)的方法來提高連接的可靠性。
連接器的插頭、插座中，插針(陽(yáng)接觸件)和插孔(陰接觸件)一般都能互換裝配。實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)插頭和插座兩端的帶電情況來選擇。如插座需常帶電，可選擇裝插孔的插座，因?yàn)檠b插孔的插座，其帶電接觸件埋在絕緣體中，人體不易觸摸到帶電接觸件，相對(duì)來說比較安全。
選擇正確的電源連接器對(duì)于確保計(jì)算機(jī)和其他電氣設(shè)備的安全高效運(yùn)行至關(guān)重要。但是，購(gòu)買適合您需求的電源連接器可能會(huì)讓人感到困惑，因?yàn)殡娫催B接器有很多類型和風(fēng)格。本文將羅列和解析電氣元件的主要術(shù)語，包括最流行的尺寸、安裝類型和有用的功能。
交流連接器尺寸
當(dāng)涉及到交流電源連接器時(shí)，“C”名稱(如C20、C14等)遵循IEC 60320標(biāo)準(zhǔn)。該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)連接器的物理形狀、額定電流和額定電壓定義了各種類型的連接器。每種類型在不同的電源設(shè)置中都有特定的應(yīng)用。讓我們來看看一些最常見的分類：
C20連接器：這是一種在250V下額定電流高達(dá)10A至16A的大電流連接器。它通常用于服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心設(shè)備和工業(yè)機(jī)械等高功率設(shè)備。
C19連接器：這是C20的母連接器，在250V下額定電流高達(dá)10A至16A。您經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)它用于數(shù)據(jù)中心和大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。
C18連接器：這是一種用于雙絕緣設(shè)備的非接地版本，額定電流為10A。它非常適合較小的未接地電氣設(shè)備。
C16連接器和C15連接器：這些連接器專為高溫應(yīng)用(高達(dá)70°C至120°C)而設(shè)計(jì)，常見于電熱水壺和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等高溫設(shè)備中。
C14連接器和C13連接器：最常見的IEC 60320連接器，額定電流為10A和250V。它們被廣泛用于計(jì)算機(jī)、顯示器和各種家用電器。
IEC 60320連接器：這些連接器為許多設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，確保了全球兼容性和安全性。
交流電源連接器支架
交流電連接器有不同的安裝選項(xiàng)，每種選項(xiàng)都根據(jù)應(yīng)用提供了不同的優(yōu)勢(shì)。以下是常見類型：
直插式安裝：這些連接器直接安裝在電纜上，便于靈活連接。它們通常用于需要頻繁插入或斷開設(shè)備的情況。
卡入式安裝：這些連接器安裝快速簡(jiǎn)單，無需工具即可牢固卡入到位。
面板安裝：這些固定在設(shè)備面板等表面上，提供堅(jiān)固安全的連接點(diǎn)。它們非常適合連接器不會(huì)移動(dòng)的安裝。
法蘭安裝：這些包括各種子類型，例如：
旋入式法蘭安裝：這些法蘭安裝使用螺釘固定，提供更持久的連接，非常適合崎嶇或高振動(dòng)環(huán)境。
側(cè)固定和頂部固定法蘭安裝：這些變體提供了不同的安裝方向，為在狹小或定制空間中的安裝提供了靈活性。
帶通孔PCB端子的法蘭安裝：這些連接器設(shè)計(jì)為直接焊接到印刷電路板(PCB)上，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的連接。
交流連接器的實(shí)用功能
在選擇交流電源連接器時(shí)，請(qǐng)尋找可能提高性能或安全性的其他功能：
保險(xiǎn)絲座：一些連接器帶有一個(gè)或兩個(gè)保險(xiǎn)絲的內(nèi)置插槽，提供額外的過電流保護(hù)。
EMI過濾：EMI過濾的交流連接器可減少敏感電氣設(shè)備中的電磁干擾。
帶燈開關(guān)：這些開關(guān)有助于輕松操作和直觀確認(rèn)設(shè)備是否通電或斷電。
UL94V-0易燃性等級(jí)：該等級(jí)表明材料具有高度的防火性，可提高設(shè)備的安全性。
高強(qiáng)度材料：由尼龍66等耐用材料制成的連接器具有優(yōu)異的電絕緣性和耐熱性和耐化學(xué)性。
直角和下角鎖定連接器：鎖定交流連接器具有更安全的連接，防止意外斷開。它們?cè)谡駝?dòng)常見的工業(yè)環(huán)境中特別有用。
明確應(yīng)用需求
首先，要明確連接器的應(yīng)用場(chǎng)景和需求。不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)B接器的要求差異很大。例如，在汽車行業(yè)，連接器需要具備高可靠性、耐振動(dòng)、耐高低溫以及良好的電氣性能，以適應(yīng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙、駕駛室內(nèi)等不同環(huán)境;在醫(yī)療設(shè)備中，連接器必須滿足嚴(yán)格的生物兼容性標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要具備高精度和穩(wěn)定性，確保醫(yī)療設(shè)備的準(zhǔn)確運(yùn)行;而在消費(fèi)電子領(lǐng)域，連接器則更注重小型化、便捷性和美觀性。
此外，還需考慮連接器的使用頻率。如果是頻繁插拔的應(yīng)用，如手機(jī)充電器接口，就需要選擇插拔壽命長(zhǎng)、接觸良好的連接器，以保證長(zhǎng)期使用的可靠性。
考量電氣性能
電氣性能是選擇連接器時(shí)的核心要素之一。主要包括額定電壓、額定電流、接觸電阻、絕緣電阻和耐壓等參數(shù)。
額定電壓和額定電流決定了連接器能夠安全傳輸?shù)碾妷汉碗娏鞔笮 ＿x擇時(shí)，要確保連接器的額定值大于實(shí)際應(yīng)用中的電壓和電流，以避免過載引發(fā)安全問題。接觸電阻直接影響信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率，低接觸電阻能夠減少信號(hào)衰減和能量損耗。絕緣電阻則關(guān)系到連接器的絕緣性能，防止漏電和短路現(xiàn)象的發(fā)生。耐壓參數(shù)表示連接器能夠承受的最大電壓，足夠高的耐壓值可以保證連接器在高電壓環(huán)境下的安全運(yùn)行。
電子連接器及其組件作為設(shè)備中不可或缺的配套接口元件，其作用遍布于設(shè)備的各個(gè)系統(tǒng)和部位，承擔(dān)著信號(hào)與能量的高效傳輸任務(wù)。連接器的性能優(yōu)劣，對(duì)系統(tǒng)的整體安全與穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。值得注意的是，電子連接器的性能評(píng)估是綜合性的，無法簡(jiǎn)單地從材料、設(shè)計(jì)或工藝等方面進(jìn)行單一評(píng)判，而是需要全面考量其在實(shí)際應(yīng)用中的綜合表現(xiàn)。
各種類型的電連接器在系統(tǒng)工程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們通過互連，組成了從高頻到低頻、從圓形到矩形等多種電路，適應(yīng)了不同的電氣需求。無論是能夠通過上百安培大電流的連接器，還是僅需傳輸微弱信號(hào)的高密度連接器，亦或是普通印制板連接器以及具備快速分離脫落功能的特種連接器，都在各類系統(tǒng)工程中發(fā)揮著不可或缺的作用，確保設(shè)備能夠完整地發(fā)揮其功能。
盡管當(dāng)前市場(chǎng)上連接器種類繁多，挑選時(shí)對(duì)性能評(píng)估可能稍感復(fù)雜，但使用連接器所帶來的益處卻顯而易見：
a)優(yōu)化生產(chǎn)流程。
連接器不僅簡(jiǎn)化了電子產(chǎn)品的組裝步驟，同時(shí)也簡(jiǎn)化了大規(guī)模生產(chǎn)的流程。
b)便于維護(hù)與升級(jí)。
連接器的使用使得設(shè)備的維修工作更為便捷，同時(shí)也為產(chǎn)品升級(jí)換代提供了便利。
c)增強(qiáng)設(shè)計(jì)靈活性。
在設(shè)計(jì)和集成新產(chǎn)品，或用元器件構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)，連接器的應(yīng)用為工程師們帶來了更大的設(shè)計(jì)靈活性。
連接器端頭導(dǎo)線的數(shù)量以及導(dǎo)線的間距設(shè)計(jì)，都極大地簡(jiǎn)化了連接過程，使得操作更加便捷、迅速。這些精心考慮的細(xì)節(jié)不僅有助于縮小電子產(chǎn)品的體積，從而降低生產(chǎn)成本，還可廣泛應(yīng)用于移動(dòng)主板或PCB之間的數(shù)據(jù)傳輸，充當(dāng)高效的數(shù)據(jù)線角色。
連接器，這一電子設(shè)備中的關(guān)鍵零件，其選型流程至關(guān)重要。在項(xiàng)目初期就進(jìn)行慎重的選擇，可以避免在后期因改動(dòng)而增加的時(shí)間和費(fèi)用成本。為了幫助大家更順利地找到符合需求的連接器，我們總結(jié)了選型時(shí)需注意的幾個(gè)關(guān)鍵步驟。這些步驟包括：機(jī)構(gòu)工程師確認(rèn)連接器的機(jī)械特性，如耐溫、耐濕、耐腐蝕性;硬件工程師計(jì)算連接器的過電流能力;確保多連接器具有防呆功能，避免誤選同一型號(hào);確認(rèn)信號(hào)和電源從不同連接器傳輸時(shí)，是否會(huì)出現(xiàn)模塊內(nèi)部芯片損壞的情況;確定公頭引腳的排列順序;經(jīng)過軟件轉(zhuǎn)化后，再確定母頭的排列順序;最后，仔細(xì)核對(duì)電路板與線束的連接是否準(zhǔn)確無誤。
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