連接器是一種通常安裝在電纜或者設(shè)備上,供傳輸線系�(tǒng)電連接的可分離元件(轉(zhuǎn)接器除外)。國�(nèi)亦稱作接插件、插頭和插座。一般是指電連接�。即連接兩�(gè)有源器件的器�,傳輸電流或信號�
連接器是一種電�(jī)系統(tǒng),其可提供可分離的界面用以連接兩�(gè)次電子系�(tǒng),并且對于系�(tǒng)的運(yùn)作不會產(chǎn)生不可接受的作用� 定義中關(guān)鍵詞是”電�(jī)系統(tǒng)�,”可分離的”和”不可接受的作用�� 連接器是一種電�(jī)系統(tǒng)是因?yàn)椋峭ㄟ^�(jī)械方法產(chǎn)生的電性連接。如將要討論到的,機(jī)械式彈簧的偏向會在配合的兩部分間�(chǎn)生一�(gè)力量,這就使得接口配合面之間產(chǎn)生金屬性接觸。應(yīng)用連接器在首要地方的原因是配合接口具有可分離�。可分離性的需要性具有很多的原因。它可以使得�(dú)立地制造部份或子系�(tǒng)而裝配可在一�(gè)主要的地方�(jìn)�??煞蛛x性也可以使得零件或子系統(tǒng)的維�(hù)或升級不必修改整體�(gè)系統(tǒng)??煞蛛x性得以應(yīng)用的另一�(gè)原因是可攜帶性和支持外圍�(shè)備的�(kuò)�� 另一方面,定義中的可分離性引入了一�(gè)額外的子系統(tǒng)間的界面,此界面不能引入任何”不可接受的作用�,尤其是在系�(tǒng)的特性上不能受電訊的影響,這些影響包括如不可接受的扭曲變形和系�(tǒng)間的信號退化,或者是通過連接器的電源損失,以毫伏損失�(jì)算的電源損失,將會成為功能性的主要�(shè)�(jì)�(biāo)�(zhǔn),因此主�(jī)板的電力需求也將增�� 可分離性的需求和”不可接受性”的限度要由連接器的�(yīng)用而定。可分離 4 性包括配合周期的�(shù)�,配合周期是指連接器在不影響其性能必須提供�,以及與另一連接器相配合所必需的作用力。典型的配合周期需求其范圍從內(nèi)部連接器的幾十�(gè)周期到外圍設(shè)備的幾千�(gè)周期,比� PCMCIA 型連接�。由于電路或功能的數(shù)量以及連接器互相連接的增�,配合力量的需求變得更加的重要。為了提供更多的功能�,連接器上端子的位置也必須要增加,這樣就導(dǎo)致了更高的連接器配合力�。由連接器的使用和功能而定,其端子�(shù)從幾十到上千不等�
由于連接器的�(jié)�(gòu)日益多樣�,新的結(jié)�(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域不斷出�(xiàn),試圖用一種固定的模式來解決分類和命名問題,已顯得難以適應(yīng)。盡管如�,一些基本的分類仍然是有效的�
1.互連的層次
根據(jù)電子�(shè)備內(nèi)外連接的功�,互連(interconnection)可分為五�(gè)層次�
� 芯片封裝的內(nèi)部連接
?�?IC封裝引腳與PCB的連接。典型連接器IC插座�
� 印制電路與導(dǎo)線或印制板的連接。典型連接器為印制電路連接器�
?�?底板與底板的連接。典型連接器為�(jī)柜式連接��
� �(shè)備與�(shè)備之間的連接。典型產(chǎn)品為圓形連接��
第③和④層次有某些重�。在五�(gè)層次的連接器中,市場額的是第③和第⑤層次的�(chǎn)品,而目前增長最快的是第③層次的�(chǎn)��
2.連接器規(guī)格的層次�
按照國際電工委員會(IEC)的分類,連接器屬于電子設(shè)備用�(jī)電元件,其規(guī)格層次為�
門類(family)例:連接�
分門類(sub-family)例:圓形連接�
類型(type)例:YB型圓形連接�
品種(style)例:YB3470
�(guī)格(variant�
3.連接器在我國的定��
在我國的行業(yè)管理�,把連接器與開關(guān)、鍵盤等�(tǒng)稱為電接插元件,而電接插元件與繼電器則統(tǒng)稱機(jī)電組��
4.連接器的�(chǎn)品類別�
連接器產(chǎn)品類型的劃分雖然有些混亂,但從技�(shù)上看,連接器產(chǎn)品類別只有兩種基本的劃分辦法:①按外形結(jié)�(gòu):圓形和矩形(橫截面�,②按工作頻率:低頻和高頻(�3MHz為界)�
按照上述劃分,同軸連接器屬于圓形,印制電路連接器屬于矩形(從歷史上�,印制電路連接器確�(shí)是從矩形連接器中分離出來自成一類的�,而目前流行的矩形連接器其截面為梯�,近似于矩形。以3MHz為界劃分低頻和高頻與無線電波的頻率劃分也是基本一致的�
至于其它按用�、安裝方�、特殊結(jié)�(gòu)、特殊性能等還可以劃分出許多不同的類型,并常常出現(xiàn)在刊物和制造商的宣傳品�,但一般只是為了突出某一特征和用�,基本分類仍然沒有超出上述的劃分原則�
考慮到連接器的技�(shù)�(fā)展和�(shí)際情�,從其通用性和相關(guān)的技�(shù)�(biāo)�(zhǔn),連接器可劃分以下幾種類別(分門類):①低頻圓形連接�;②矩形連接器;③印制電路連接�;④射頻連接器;⑤光纖連接��
5.連接器的型號命名�
連接器的型號命名是客戶采購和制造商組織生產(chǎn)的依�(jù)。在國內(nèi)外連接器行�(yè)中,�(chǎn)品型號命名有兩種思路:一種是用字母代號加�(shù)字的辦法,力求在型號命名中反映產(chǎn)品的主要�(jié)�(gòu)特點(diǎn)。這種方式的好處是易于識別,但排列太長,過于復(fù)雜,隨著連接器的小型�,給打印帶來很多困難。目前國�(nèi)仍流行這種方式,并在某些行�(yè)�(biāo)�(zhǔn)甚至國標(biāo)中作出了�(guī)�,如SJ2298-83(印制電路連接器)、SJ2297-83(矩形連接器)、SJ2459-84(帶狀電纜連接器)、GB9538-88(帶狀電纜連接器)�。由于連接器結(jié)�(gòu)的日益多樣化,在�(shí)踐中用一種命名規(guī)則復(fù)蓋某一類連接器越來越困難。另一種思路是用阿拉�?dāng)?shù)字組�。這種方式的好處是簡潔,便于計(jì)算機(jī)管理和小型產(chǎn)品的�(biāo)志打�。國際上主要的連接器制造商目前均采用這種方式??梢灶A(yù)�(jì)由各制造商制訂反映自身特色的命名辦法將會逐漸取代在計(jì)劃經(jīng)�(jì)體制下由全行�(yè)�(tǒng)一�(guī)定某種命名規(guī)則的辦法�
連接器知識連接器的基本性能可分為三大類:即�(jī)械性能、電氣性能和環(huán)境性能� 另一�(gè)重要的機(jī)械性能是連接器的�(jī)械壽�。機(jī)械壽命實(shí)際上是一種耐久性(durability)指�(biāo),在國標(biāo)GB5095中把它叫作機(jī)械操作。它是以一次插入和一次拔出為一�(gè)循環(huán),以在規(guī)定的插拔循環(huán)后連接器能否正常完成其連接功能(如接觸電阻值)作為評判依據(jù)�
1.機(jī)械性能
就連接功能而言,插拔力是重要地�(jī)械性能。插拔力分為插入力和拔出力(拔出力亦稱分離力),兩者的要求是不同的。在有關(guān)�(biāo)�(zhǔn)中有插入力和最小分離力�(guī)定,這表�,從使用角度來看,插入力�?。◤亩械筒迦肓IF和無插入力ZIF的結(jié)�(gòu)�,而分離力若太小,則會影響接觸的可靠�� 連接器的插拔力和�(jī)械壽命與接觸件結(jié)�(gòu)(正壓力�?。┙佑|部位鍍層�(zhì)量(滑動摩擦系數(shù))以及接觸件排列尺寸精度(對�(zhǔn)度)有關(guān)�
2.電氣性能
連接器的主要電氣性能包括接觸電阻、絕緣電阻和抗電�(qiáng)��
①接觸電阻高�(zhì)量的電連接器應(yīng)�(dāng)具有低而穩(wěn)定的接觸電阻。連接器的接觸電阻從幾毫歐到數(shù)十毫歐不��
②絕緣電阻衡量電連接器接觸件之間和接觸件與外殼之間絕緣性能的指�(biāo),其�(shù)量級為數(shù)百兆歐至�(shù)千兆歐不��
?、劭闺姀?qiáng)度或稱耐電壓、介�(zhì)耐壓,是表征連接器接觸件之間或接觸件與外殼之間耐受額定試驗(yàn)電壓的能力�
?、芷渌姎庑�?�
電磁干擾泄漏衰減是評�(jià)連接器的電磁干擾屏蔽效果,電磁干擾泄漏衰減是評�(jià)連接器的電磁干擾屏蔽效果,一般在100MHz~10GHz頻率范圍�(nèi)測試�
對射頻同軸連接器而言,還有特性阻抗、插入損�、反射系�(shù)、電壓駐波比(VSWR)等電氣指標(biāo)。由于數(shù)字技�(shù)的發(fā)�,為了連接和傳輸高速數(shù)字脈沖信�,出�(xiàn)了一類新型的連接器即高速信號連接�,相�(yīng)�,在電氣性能方面,除特性阻抗外,還出現(xiàn)了一些新的電氣指�(biāo),如�?dāng)_(crosstalk�,傳輸延遲(delay�、時(shí)滯(skew)等�
3.環(huán)境性能
常見的環(huán)境性能包括耐溫、耐濕、耐鹽�、振動和沖擊等�
?、倌蜏啬壳斑B接器的工作溫度為200℃(少數(shù)高溫特種連接器除外),溫度為-65�。由于連接器工作時(shí),電流在接觸�(diǎn)處產(chǎn)生熱�,導(dǎo)致溫�,因此一般認(rèn)為工作溫度應(yīng)等于�(huán)境溫度與接點(diǎn)溫升之和。在某些�(guī)范中,明確規(guī)定了連接器在額定工作電流下容許的溫升�
?、谀蜐癯睔獾那秩霑绊戇B接h絕緣性能,并銹蝕金屬零件。恒定濕熱試�(yàn)條件為相對濕�90%~95%(依�(jù)�(chǎn)品規(guī)�,可�(dá)98%�、溫�+40±20�,試�(yàn)�(shí)間按�(chǎn)品規(guī)定,最少為96小時(shí)。交變濕熱試�(yàn)則更�(yán)��
?、勰望}霧連接器在含有潮氣和鹽分的�(huán)境中工作�(shí),其金屬�(jié)�(gòu)�、接觸件表面處理層有可能�(chǎn)生電化腐蝕,影響連接器的物理和電氣性能。為了評�(jià)電連接器耐受這種�(huán)境的能力,規(guī)定了鹽霧試驗(yàn)� 它是將連接器懸掛在溫度受控的試�(yàn)箱內(nèi),用�(guī)定濃度的氯化鈉溶液用壓縮空氣噴出,形成鹽霧大氣,其暴露時(shí)間由�(chǎn)品規(guī)范規(guī)�,至少為48小時(shí)�
?、苷駝雍蜎_擊耐振動和沖擊是電連接器的重要性能,在特殊的應(yīng)用環(huán)境中如航空和航天、鐵路和公路�(yùn)輸中尤為重要,它是檢�(yàn)電連接器機(jī)械結(jié)�(gòu)的堅(jiān)固性和電接觸可靠性的重要指標(biāo)。在有關(guān)的試�(yàn)方法中都有明確的�(guī)定。沖擊試�(yàn)中應(yīng)�(guī)定峰值加速度、持�(xù)�(shí)間和沖擊脈沖波形,以及電氣連續(xù)性中斷的�(shí)��
?、萜渌h(huán)境性能根據(jù)使用要求,電連接器的其它�(huán)境性能還有密封性(空氣泄漏、液體壓力)、液體浸漬(對特定液體的耐惡�(xí)化能力)、低氣壓��
隨著連接器應(yīng)用范圍的不斷�(kuò)�,它們可根據(jù)其兩大基本功能而分成:信號傳輸及電傳輸兩類。在電子�(yīng)用領(lǐng)域這兩類連接器的顯著特點(diǎn)在于其端子上一定帶有電�,在其它的應(yīng)用當(dāng)�,端子所提供的電壓將同樣作為很重要的考慮對象,雖然同一種端子的�(shè)�(jì)可同�(shí)作為信號和電量傳輸兩種功�,但在多種相類似的接觸方式的�(yīng)用上來看,許多電傳輸連接器在端子�(shè)�(jì)�(shí)僅僅把電量傳�?shù)男枰鳛槟康�?/FONT>
信號傳送可分為兩類:仿真信號傳送及�(shù)字信號傳��
不論仿真或數(shù)字信號連接�,其所需功能主要�(yīng)能保�(hù)所傳送的電壓脈沖信號的完整�,該完整性應(yīng)包括脈沖信號的波形以及其振幅。數(shù)�(jù)信號在脈沖頻率上與仿真信號有所區(qū)�,其脈沖傳遞速度決定了所保護(hù)的脈沖的頻率,數(shù)�(jù)脈沖的傳遞速度比一些典型的仿真信號要快得多,有的脈沖在連接器中的傳遞速度已接近千億分之一秒的范圍,在�(dāng)今微電子技�(shù)�(lǐng)域中,通常把連接器當(dāng)作一�(dǎo)線看�,因?yàn)榕c增長如此之快的頻率相�(guān)的波長能比得上連接器的尺寸�
�(dāng)連接器或是一互相連絡(luò)系統(tǒng)諸如一線纜裝配被運(yùn)用于高速數(shù)�(jù)信號傳輸�,相�(yīng)的對連接器性能的描述也就改變了。代替了電阻的特征阻抗以及互相連絡(luò)系統(tǒng)中的串音變得尤為重要??刂七B接器的特征阻抗成為一大意識潮�,在線纜中便是對串音�(jìn)行控�。特征阻抗在連接器中之所以具有如此重要的地位,是�?yàn)殡娮璧膸缀瓮庑魏茈y做到完全�(tǒng)一,加之連接器尺寸又很小,必須將串音的可能性最小化。在線纜�,幾何形狀的控制較易實(shí)�(xiàn),其特征阻抗也易控制,但是線纜的長度將有可能引起潛在的串��
在連接器中控制特征阻抗是圍繞這�(gè)理由而�(jìn)行的,在典型的開放式端子區(qū)域,連接器阻�(和串�)是通過控制端子以合理的分布方式而達(dá)到的。于此類信號而言,接地比率是這種分布的一種反�,接地比率減少了。當(dāng)然,這樣的結(jié)果就會減少可用于傳送信號的端子�(shù)�。與信號端子相關(guān)的理由位置是很重要的考慮因素。為了避免接地端子的減少,具有整體的接地平面的連接器系�(tǒng)已經(jīng)得到了中�(fā)�。前文中已經(jīng)介紹過了微條和條線的幾何形狀。整體的接地平面允許用于傳遞信號端子的使�,且能提高連接器所有傳遞信號的密度�
電力�(yīng)�
.如前所�,在上下文提到的電連接器是必須傳遞電力的。通常其電壓很�。通常用到的是如下兩種電力傳遞方法�(1)專用于高水平的當(dāng)前電力接觸傳�(2)和并行多籩信號接�。它們每一種方法都有優(yōu)有劣�
電力傳輸與信號傳輸相比有兩點(diǎn)不同之處。點(diǎn),也是最明顯�,是用于傳遞較高電流。信號傳遞的電流通常不超� 1 安培,最多也不會超過幾安�,而電力傳�?shù)碾娏骺蛇_(dá)到幾十乃至幾百安�。第二點(diǎn)是由于電流導(dǎo)致的焦耳熱而產(chǎn)生的溫度升高。信號接觸過程產(chǎn)生的焦耳熱與周圍的溫度相差不多。相反地,電力傳�?shù)谋嚷视质腔跍囟鹊纳�?,溫度的升高,又�(chǎn)生相�(yīng)的比率電�。一�30 度的溫度的升高通常作為一�(gè)電流比率的標(biāo)�(zhǔn)�
因此,為滿足電流額定值及性能的穩(wěn)定性要求,控制焦耳熱是很有必要的,這就需要在�(shè)�(jì)�(dāng)中考慮信號傳遞的同�(shí)也要考慮電量的傳�。尤其對電阻大的端子,焦耳熱是一重要因素,必須將其減小到程度,而且,接 17 觸面的電阻也必須減小到程�,使其產(chǎn)生的熱量最小化。從選材的角度來�,當(dāng)然是選擇高導(dǎo)電率或是橫截面積較大的端子以減小電阻,另�,增高傳輸電壓或增加接觸面積亦可減小接觸部分的電��
更高的交叉部分、多余的接觸端子,都暗示提高接觸壓力下連接器的尺寸。也就是說,�(shí)際上,有一�(gè)限制在貢�(xiàn)電接觸上,包括接觸媒體和接觸的尺�。在使用貢獻(xiàn)電接觸上,電力線纜的路徑,線纜大電力接觸的終�(diǎn)及電接觸的尺寸會成為限制因素�
隨著在連接器設(shè)�(jì)上提倡附加的限制,并行多訊號接觸允許更多傳統(tǒng)的連接器被用來分配電能。這些限制首先直接針對保證通過接觸的電流的分配,同�(shí),它們的熱環(huán)境盡可能一�。其中以下三�(gè)因素是主要的�
1.電路應(yīng)是平行的電子�;也就是�,如果可能的�,經(jīng)過所有的接觸電壓降應(yīng)該是相同�。如果不同的電壓降對用途來說是根本性的,則這些電路將被區(qū)別對待�
2.如果可能的�,接觸時(shí)的熱效應(yīng)會被減至,尤其指一大束的電流接觸將被避��
3.接觸的阻抗或是在全部訊號分配里一起計(jì)算的任意偏差必須相同。例�,依靠在接觸�(shí)存在的排列方式,在適�(dāng)角度連接器獨(dú)立接觸的巨大阻抗會有差異。在�(shè)�(jì)分配的接觸時(shí),這些差異�(yīng)�(dāng)被考慮�
維庫電子�,電子知�,一查百��
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