如何简化电源与信号的连接

更小尺寸与更多功能的堆栈式连接器应运而生

目前，动力设备工程师设计时所面临的一大挑战就是如何处理好为各种功能提供电力与控制信号的独立导线。对电池和主电源而言，在使用小电缆和连接器为其承载开关信号、传感器信号和其他控制信号时，每个电力接口都必须使用一个稳固的连接器。

电池供电装置系统内的多动力连接会缩短电池寿命，减少使用次数，这是因为多连接器固有的漏极损耗更高。也因此电池的充电周期也变得更长并且不完全。

如果在系统中用多电缆给系统提供电力，每种连接还是会因为水、湿度，或其他流体的存在而潜藏故障的隐患。与之类似，当在运用中遭受振动或机械应力时，普通的连接器会自动解体，从而无形中导致系统故障。通常多电缆还很难看，而且要合理安装和测试还必须有额外的花销和装配工作。

设计并执行一个完整的此种线路型的通路，需要一个连接系统，此系统须简洁、划算，合乎机械和环境上的稳固性需求，美学上的愉悦性，最重要的是不能以系统功能为代价。

目前，连接器工程师正开发多种解决方案，以消除多电力和信号连接器的不足，使之更简洁更划算。

第一种方案是堆栈电力互连，这能消除多达5种不同专有电力和信号电缆连接器，如图1所示，这些设计利用了一系列经系统分配电力和信号的堆栈连接器模块，形成了一个独立完整的电连接器。



图1 ITT公司的连接器能减少多达五种不同的专有电力和信号电缆连接器

ITT的模块由7个接触器组成，每个触点能处理15A，它们互相之间通过一连串的七孔插座连接。由于接触器是机械加工的，堆栈交互连接的模具成本相比常规连接器的成本显然要低。

接触件结构

使用堆栈交互连接器设计。接触件能为以下两种中的任意一种应用方式作定制配置——一种是终止于模块内部的电缆内核，另一种是作为馈通连接器允许电力和信号被送往堆栈的另一模块/电缆。接触件结构在堆叠模块中能错开，以满足特殊用途。模块化的堆栈连接器能使附加配件或功能添加到系统，仅仅通过插入另一模块，而无须再加一个单独的连接器。

苛刻的环境

除了划算和节省空间的设计，生产商还要求堆栈交互连接器的性能稳定，以便于在复杂的环境中应用，例如汽车、大型家电和医疗设备。通过给堆栈交互连接器的两组模块装配焊接端子和嵌入式应力消除器，实现了稳定的内部设计，符合IP67标准的置入式铸模电缆进一步增强了该设计。

机械锁定和环境密封同样有利于延长堆栈连接器的使用寿命。有些堆栈连接器还有这样的特点：一个密封垫片与一个滑动扣夹机械装置结合，当连接器配对时，既能提供视觉信息还能听得到噼啪的声音。

对环境的处理

接触电阻、振动、机械冲击和腐蚀同样是设计稳固的堆栈连接器时的关键因素，这些特性对信号的效果和低功率消耗至关重要，图2显示的正是ITT的堆栈连接器装置的接触电阻特性。



图2 接触电阻是影响堆栈连接器的效率和低功耗的重要因素

通过六条电缆、七个接触件对接触电阻的测试，共得到42个数据。一至五与六、七接触件的区别可以由电缆规格的不同来说明：一至五的规格是24AWG，而六和七的是26AWG。

在受湿度影响的环境内运行时，堆栈连接器的耐蚀性是非常关键的。顶盖和底盖模块通过进行整体封装来完成连接器的装配，这样做的目的是延长堆栈交互连接器模块的使用寿命，其中一些经鉴定多达1000个装配周期。