如何簡(jiǎn)化電源與信號的連接

更小尺寸與更多功能的堆棧式連接器應運而生

目前，動(dòng)力設備工程師設計時(shí)所面臨的一大挑戰就是如何處理好為各種功能提供電力與控制信號的獨立導線(xiàn)。對電池和主電源而言，在使用小電纜和連接器為其承載開(kāi)關(guān)信號、傳感器信號和其他控制信號時(shí)，每個(gè)電力接口都必須使用一個(gè)穩固的連接器。

電池供電裝置系統內的多動(dòng)力連接會(huì )縮短電池壽命，減少使用次數，這是因為多連接器固有的漏極損耗更高。也因此電池的充電周期也變得更長(cháng)并且不完全。

如果在系統中用多電纜給系統提供電力，每種連接還是會(huì )因為水、濕度，或其他流體的存在而潛藏故障的隱患。與之類(lèi)似，當在運用中遭受振動(dòng)或機械應力時(shí)，普通的連接器會(huì )自動(dòng)解體，從而無(wú)形中導致系統故障。通常多電纜還很難看，而且要合理安裝和測試還必須有額外的花銷(xiāo)和裝配工作。

設計并執行一個(gè)完整的此種線(xiàn)路型的通路，需要一個(gè)連接系統，此系統須簡(jiǎn)潔、劃算，合乎機械和環(huán)境上的穩固性需求，美學(xué)上的愉悅性，最重要的是不能以系統功能為代價(jià)。

目前，連接器工程師正開(kāi)發(fā)多種解決方案，以消除多電力和信號連接器的不足，使之更簡(jiǎn)潔更劃算。

第一種方案是堆棧電力互連，這能消除多達5種不同專(zhuān)有電力和信號電纜連接器，如圖1所示，這些設計利用了一系列經(jīng)系統分配電力和信號的堆棧連接器模塊，形成了一個(gè)獨立完整的電連接器。

圖1 ITT公司的連接器能減少多達五種不同的專(zhuān)有電力和信號電纜連接器

ITT的模塊由7個(gè)接觸器組成，每個(gè)觸點(diǎn)能處理15A，它們互相之間通過(guò)一連串的七孔插座連接。由于接觸器是機械加工的，堆棧交互連接的模具成本相比常規連接器的成本顯然要低。

接觸件結構

使用堆棧交互連接器設計。接觸件能為以下兩種中的任意一種應用方式作定制配置――一種是終止于模塊內部的電纜內核，另一種是作為饋通連接器允許電力和信號被送往堆棧的另一模塊/電纜。接觸件結構在堆疊模塊中能錯開(kāi)，以滿(mǎn)足特殊用途。模塊化的堆棧連接器能使附加配件或功能添加到系統，僅僅通過(guò)插入另一模塊，而無(wú)須再加一個(gè)單獨的連接器。

苛刻的環(huán)境

除了劃算和節省空間的設計，生產(chǎn)商還要求堆棧交互連接器的性能穩定，以便于在復雜的環(huán)境中應用，例如汽車(chē)、大型家電和醫療設備。通過(guò)給堆棧交互連接器的兩組模塊裝配焊接端子和嵌入式應力消除器，實(shí)現了穩定的內部設計，符合IP67標準的置入式鑄模電纜進(jìn)一步增強了該設計。

機械鎖定和環(huán)境密封同樣有利于延長(cháng)堆棧連接器的使用壽命。有些堆棧連接器還有這樣的特點(diǎn)：一個(gè)密封墊片與一個(gè)滑動(dòng)扣夾機械裝置結合，當連接器配對時(shí)，既能提供視覺(jué)信息還能聽(tīng)得到噼啪的聲音。

對環(huán)境的處理

接觸電阻、振動(dòng)、機械沖擊和腐蝕同樣是設計穩固的堆棧連接器時(shí)的關(guān)鍵因素，這些特性對信號的效果和低功率消耗至關(guān)重要，圖2顯示的正是ITT的堆棧連接器裝置的接觸電阻特性。

圖2 接觸電阻是影響堆棧連接器的效率和低功耗的重要因素

通過(guò)六條電纜、七個(gè)接觸件對接觸電阻的測試，共得到42個(gè)數據。一至五與六、七接觸件的區別可以由電纜規格的不同來(lái)說(shuō)明：一至五的規格是24AWG，而六和七的是26AWG。

在受濕度影響的環(huán)境內運行時(shí)，堆棧連接器的耐蝕性是非常關(guān)鍵的。頂蓋和底蓋模塊通過(guò)進(jìn)行整體封裝來(lái)完成連接器的裝配，這樣做的目的是延長(cháng)堆棧交互連接器模塊的使用壽命，其中一些經(jīng)鑒定多達1000個(gè)裝配周期。