针对中间板电力工程的更佳设计实践和连接器技术
电流
在缩小至更小间距以适应更小外壳的过程中,设计工程师仍然必须遵守物理定律。不适当的额定中间板电气连接器除了导致更严重的安全问题之外,还会引起周围的电磁干扰(electromagnetic interference, EMI),影响箱体中的数据信号和传输。在电路上承载较额定值更高的安培数可能导致过热和其它散热问题。
中间板连接器和其它功率产品应在阈值内表现优良。连接器应需要不超过法向力(normal force)来保持稳定,并具有冗余触点来使功率损耗最小化。虽然信号触点中的电阻在高达10毫欧水平上也可能可接受,但电源连接器的要求通常较为严格。通常,最大30mV的压降定义了电源接触的热稳定性阈值。一旦超过,热不稳定性的概率会显着增加。
传统上中间板连接器的额定值是基于特定产品在理想情况下测试的电气性能。这些已发布的额定值,虽然测量数据准确,但很少会显示整个情况,因为它们没有考虑各种条件,以及影响中间板电源连接器工作之环境的交互作用。
OEM厂商的常见做法就是自动减少电源连接器的电流,以便在连接器文檔中刊载的产品额定值上加入热安全系数。许多设计人员使用简单的方法,就是测试较少电路数及更长的电路,并绘制一系列‘T上升对比电流’图来显示随着电路数增加,载流能力下降。某些用户则指定一个任意百分比,假如连接器供应商提交了额定100安培的产品,用户将自动减小30%来确保内置的安全系数,防止可能出现过热。
理想情况下,对于影响散热和电气性能的收缩区域和电压降落,设计人员应该考虑整体系统和它的电源架构来了解端对端电压。因此,要达到最佳操作安全性,最好的方法就是定额,而不是降低额定值。根据数据来支持电流额定值的决定,例如对30安培的特定电流要求,建议的最小中间板连接器可能为4.2mm间距。此外,材料选择和含铜量也会影响T的上升。轻的PCB铜板可能产生热积聚,而较重的铜板则因为电阻较小可允许更好的电流。在某些情况下,设计人员可能要在连接器和PCB之间插入散热器。
间板连接器的特性和选项
一些最新的中间板连接器产品结合了新的合金和成型树脂、镀层,并改进了触点技术,所有都为了增加电流密度而不牺牲安全性和可靠性。
极具挑战性的应用,比如当高振动是主要的考虑事项时,可能需要专用的电源连接器。在中间板产品中,Molex Sabre连接器产品线是用于牢固且更大电流应用的理想选择,这些应用需要设计灵活性来用于采用垂直和直角方向的线对线和线对板结构。Sabre产品线采用了端子位置保证(Terminal Position Assurance, TPA)特性来确保压接端子完全固定在其壳体中,并且防止端子由于振动而退出。Sabre中间板电源连接器提供了600V下每电路18.0A的额定电流,并且可提供一系列线规和绝缘厚度。
以往的应用常常被迫去配合可用的中间板连接器规范,这导致了不必要的设计挑战。现有的产品往往要求中间板的电源进行轻微修改,因此增加了中间板连接器产品定制、修改和扩展(customization, modifications and extensions, CME)的需求。当电气工程师需要定制设计功能时,Molex的MiniFit和MicroFit连接器产品组合提供了一系列中间板选项和特性。MiniFit每电路4.2毫米可承载13安培,而MicroFit每电路可承载5安培,使得它们几乎适合任何应用(手持设备除外)。

Molex MiniFit系列连接器系统为用于小间距、大电流、高密度应用新增一系列定制、修改和扩展(CME)功能
在线对线、线对板和板对板结构中,设计用于较大电流、较高密度的应用需要设计灵活性,MiniFit特性包括了-40至+105°C的工作温度、完全隔离的端子、确立外壳锁、低接合力和极化外壳及插座。可提供单排或双排、2至24电路选项。此外,MiniFit连接器产品具有多种镀层和材料选择,以及需要的定制选项,如先插后断触点、用于较厚线路板和有空间电路的更长尾长。
对于电源/信号、盲插、线对线、线对板和板对板及某些电缆组件应用,MicroFit 3.0连接器产品提供了低侧高3.00mm (.118")间距和5.0A的最大电流额定值,可提供多种电缆长度和2至24电路。独特的中间板电源系统针对紧凑空间,MicroFit包含了先前仅在大功率连接器中存在的许多特性,包括通孔和采用卷轴包装的SMT型款,用于大批量印刷电路板上自动拾放。
认识到每一种应用都是独特的,因此要确定哪种连接器选项合适也很重要,例如,单排选项可适应最低高度要求。中间板电源连接器可键入来防止误插;也可为不同极化加工,包括热极化,假如需要先插/后断来确保首先插入接地引脚,随后电源,接着信号引脚。通常,建议的做
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