连接器的分类、应用、选型及使用经验解析

作者:ZOOKE CONNECTORS 浏览: 发表时间:2021-01-19 10:14:17

一、电子连接器分类及选择


连接器主要作用是传递信号或者导电用,以实现电气连接,广泛应用于各类电气柜、工业控制柜等设备中,是承担电流或信号连接作用的“桥梁”。


连接器分类方式很多,在后文中我们会着重提到,但是,由于应用方向的不同,有接触式和非接触式,比如光纤连接器、电连接器是接触式,接近开关是非接触式连接器;也有电信号和光信号的分类。今天我们主要谈的是电信号的接触式连接器。


电子连接器及其组件是设备中重要的配套接口元件,散布在设备的各个系统和部位,负责着信号和能量的传输。连接的好坏,直接关系到整个系统的安全可靠运行。


由电连接器互连组成各种电路,从高频到低频、从圆形到矩形、从通过上百安培的大电流连接器到通过微弱信号的高密度连接器、从普通印制板连接器到快速分离脱落等特种连接器,几乎所有类型品种的电连接器都在各类系统工程中都得到了大量应用,保证设备完整功能的正常发挥。


综上所述,一方面,面对各种不同类型的应用场景,工业连接器的分类也是极其的纷繁复杂。所以随着科技的不断进步,市面上的连接器使用也越来越多了,不同类型连接器的性能也大不相同,制造商会根据应用环境的情况来使用不同特性的材料设计连接器,来保证连接器在不同环境下稳定可靠的使用。


另一方面,电气连接的可靠性直接决定了设备系统的性能表现。电子连接器的性能是总体性能评估,不像连接器的端子那样,可以轻易的从材料,设计,工艺方面去评估性能。


虽然如今连接器种类纷繁复杂,选择上对于性能评估略显麻烦,但是在设备中使用连接器的好处是显而易见的:


1、改善生产过程,连接器简化电子产品的装配过程,也简化了批量生产过程;


2、易于维修、便于升级;


3、提高设计的灵活性,使用连接器使工程师们在设计和集成新产品时,以及用元部件组成系统时,有更大的灵活性。连接器端头导线的数目,还有导线的间距,这些都让连接更加的方便而且快捷。正是这些小细节,能够有效的减少了电子产品的体积,同时也就减少了生产成本。在移动的主板间,或者是PCB之间,都能有效的作为传输用的数据线。


二、连接器这么多,怎么分?


对于任何成型产品,连接器必不可少,比如我们常用的USB、耳机孔、以太网接口,或者我们不太常见到的军用定制接口。所以,基于广泛的市场,连接器分类也是多种多样。


1、根据电子设备内外连接的功能,互连的层次分为6种


A:元件对封装的相互连接;


B:封装对电路板的相互连接;


C:板对板的相互连接;


D:组件对组件的相互连接;


E:组件对输入输出接口的相互连接;


F:系统对系统的相互连接。


2、按照传输信号类型分类:


电源连接器(传输电力);


信号连接器(传输信号);


高频连接器(传输数据)。


3、按照电气要求分类:


通用连接器;大功率连接器;高电压连接器;脉冲连接器;低噪声连接器;相调连接器;精密同轴连接器。


4、按照工作频率分类:


高频连接器、高频同轴连接器、视频连接器、同轴转换器、阻抗转换器、配合尺寸转换器、性别转换器、微带-同轴转换器、波导-同轴转换器、匹配负载连接器、低频连接器、印制板连接器、带状电缆连接器、集成电路连接器、混装连接器等。


5、按照环境条件分类


密封连接器;


高水压密封连接器;


高真空密封连接器;


三防连接器;


耐辐照连接器;


高温连接器;


低温连接器。


6、按照外形分类:


圆形连接器,多用于军事设备;(连接形式主要有卡口(快速)、螺纹、自动闭锁、推拉、直插直拔等)


矩形连接器,用途广泛,发展迅速,很多板级连接器都属于矩形连接器。(插头与插座的连接方式一般有直插直拔和螺纹锁紧两种形式。)


7、按照应用方向分类:


射频连接器;


光纤连接器;


非接触连接器(如接近开关等)


以上分类都是按照外部或者应用属性来分类,具体到各个厂家便开始不一样,虽然NEDA制定了连接器部件封装分类等级标准,但是,随着科技的进步,连接器分类又开始复杂起来。但是,在通信连接器方面,因为软件协议的配合,确实少变且能有效区分。


A、多线电缆连接器,包括DB连接器和DIX连接器以及DIN连接器等。


B、双绞线连接器,包括RJ45和RJ11连接器;


C、同轴电缆连接器包括T连接头和BNC连接器及终端电阻。


虽然种类丰富难以选择,但是也推进了整个电连接的行业发展,使得产品更可靠更安全更好用。但是,仍然存在一个问题——选型怎么选?


三、连接器这么多,怎么选?


选择连接器首先要注意连接器的三大性能,即机械性能、电气性能和环境性能。


 

 1、机械性能最主要的两个是插拔力和机械寿命。(连接器的插拔力和机械寿命与接触件结构和接触部位镀层质量以及接触件排列尺寸精度有关)


插拔力分为插入力和拔出力(拔出力亦称分离力),从使用角度来看,插入力要小(从而有低插入力LIF和无插入力ZIF的结构),而分离力在使用便捷的范围内要尽可能大一些,以保证设备连接的可靠性。


机械寿命是一种耐久性(durability)指标,即插拔次数,在国标GB5095中把它叫作机械操作。它是以一次插入和一次拔出为一个循环,以在规定的插拔循环后连接器能否正常完成其连接功能(如接触电阻值)作为评判依据。


2、电气性能连接器的主要电气性能包括接触电阻、绝缘电阻和抗电强度。


接触电阻高质量的电连接器应当具有低而稳定的接触电阻。连接器的接触电阻从几毫欧到数十毫欧不等。接触电阻在汽车电子应用中影响较大,接触电阻是汽车用插接器的主要电气性能(一对公插接器和母插接器插接后公端子和母端子接触面间所产生的附加电阻),它直接影响汽车各电气设备的信号传输和电气连接,影响各电气设备的工作稳定性和可靠性。接触电阻的影响因素有端子材料、接触界面几何形状、端子正向力、端子接触界面的表面状态、使用电压和电流等。


绝缘电阻衡量电连接器接触件之间和接触件与外壳之间绝缘性能的指标,其数量级为数百兆欧至数千兆欧不等。


抗电强度或称耐电压、介质耐压,是表征连接器接触件之间或接触件与外壳之间耐受额定试验电压的能力。


3、环境性能常见的环境性能包括耐温、耐湿、耐盐雾、振动和冲击等。


结合以上性能,考虑产品的目标市场,选择连接器需考虑的方向扩展开来便是以下6点:


1、应用环境,比如室内/室外、工业/汽车;


2、连接的是信号还是电源、频率范围、模拟信号还是数字信号;


3、额定工作电流和额定工作电压、接触电阻;


4、用什么连接方式,比如压接还是焊接;


5、连接的上下壳需要使用金属还是塑料;


6、是否需要自锁或者防呆设计;


根据以上的选择标准,一般经过层层筛选之后,都可以很好的完成任务,但是,在使用时若是出现问题,除了选择错误或者配对错误以及设计时不符合设计规范,可能要找找连接器是否出现物理不良的状况啦!


连接器的接线端子与母座在使用过程中可能会出现镀层表面起皮、遭腐蚀、碰伤,塑壳飞边、破裂,接触件紧密接触部位加工粗糙或者是变形等多种不良因素导致外观不良,最终导致连接器母座与端子之间无法有效接触。一般连接器的端子可能会出现三种不良:


01、连接器接线端子绝缘不良


连接器接线端子(或母座)绝缘体作用是使接触件保持正确的位置排列,并使接触件与接触件之间,接触件与壳体之间相互绝缘。故绝缘件必须具备优良的电气性能,机械性能和工艺成型性能。特别是随着高密度,小型化接线端子的广泛使用,绝缘体的有效壁厚越来越薄。这对绝缘材料,注塑模具精度和成型工艺等提出了更苛严的要求。


02、连接器接线端子固定不良


如果安装不完善或者产品插拔生命周期不足而导致固定不良,轻者影响接触可靠造成瞬间断电,严重的就是产品解体。由于设计不可靠,选材错误,成型工艺选择不当,热处理,模具,装配,熔接等工艺质量差,装配不到位等都会造成固定不良。


03、连接器接线端子接触不良


连接器接线端子内部的金属导体是接线端子的核心部分,它将电源、信号等传递给与之接触的其他零件上,因此接线端子内部的金属导体必须具备良好的传导性能。如果接触件设计不合理,材料选用错误,尺寸不合标准,或电镀层处理不当,都会造成连接器接线端子的接触不良。


总之,连接器应用市场广泛,以EDAC为例,在高深度防水设备连接器、网络通信设备连接器、现代医疗设备连接器、定制设计连接器、可再生能源设备连接器、运输行业连接器、军事用途高精密设备连接器都有涉猎。


随着科技的发展,电连接器的发展将朝着小型化、高密度、高速度传输的方向发展;朝着高性能、高频化技术方向发展;朝着高电压、大电流的连接器需求发展;朝着抗干扰技术、模块化技术和无铅化技术方向发展。


ZOOKE中科连接器作为CardEdge&RackPanel连接器工业生产领域的优秀者,为全球客户提供高品质的连接器。作为定制化连接器的设计专家,ZOOKE中科连接器具有高精度、耐高温、防水性、防震、多针头等优势,中科连接器广泛应用于工业自动化设备、通讯设备、测量仪表、航空航天、电力仪表、医疗器械等领域。

连接器的分类、应用、选型及使用经验解析
连接器分类方式很多,在后文中我们会着重提到,但是,由于应用方向的不同,有接触式和非接触式,比如光纤连接器、电连接器是接触式,接近开关是非接触式连接器;也有电信号和光信号的分类。今天我们主要谈的是电信号的接触式连接器。
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