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选对了连接器,却没考虑触点的后果很严重

2018-01-15 Bill Schweber 阅读:
互连安装不正确,没绑紧,应力释放不完全,弯曲太频繁,或工作在太紧的弯曲半径上,这些都可能导致彻底的系统故障。

任何有一点实际经验的工程师都知道,互连电缆和连接器是可靠性设计中必不可少的重要元素。它们是连接模拟和数字系统的全被动模拟组件。互连安装不正确,没绑紧,应力释放不完全,弯曲太频繁,或工作在太紧的弯曲半径上,这些都可能导致彻底的系统故障。a4Mednc

更令人沮丧的是,它们可能是难以捕捉的间歇性操作的来源。更糟糕的是,在很多情况下,你可能无法肯定地确认你已经鉴定出了问题;相反,它可能暂时又消失了,或许是因为你做了什么,或者是因为随机性。 a4Mednc

由于这些原因,设计者经常花费大量的时间选择最佳的线缆和连接器。选定的配对必须能应对频率和功率等级,以及锁定装置/起重螺钉或固定夹等机械要求。(当然,在某些情况下,行业标准或惯例对这些因素进行了定义;但是在许多情况下,设计师具有广泛的可选余地并且没有受到限制。) a4Mednc

尽管如此,研究线缆和连接器主体是很容易的,但多管脚连接器内的关键电气触点又有人考虑到了吗?除了确保他们可以应对所需的电流和频率之外,他们通常不会得到太多关注。然而,这是一个非常局限的观点。a4Mednc

怎么会这样? 请参阅Tech Briefs上的文章“Contacts for Hi-Rel Connectors: Comparing Technologies”,该文章由高可靠性连接器供应商Harwin公司的专家撰写,清楚地标识了为各种连接器提供的不同类型的触点,以及每个连接器的关键属性(Pro和Con)。a4Mednc

例如,图1所示的双梁接触器,提供为圆形或方形插针管脚提供两点接触,是用于冲击和振动环境的设备的理想选择。但是,如果与超大或未对齐的插针管脚一起使用,则双梁接触(通常由磷青铜制成)会变形,并被永久性“固定”。a4Mednc

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图1:经常使用的双梁接触提供了可靠性、耐用性和整体性能的平衡,但是比简单的配置成本更高。(图片来源:Harwin)a4Mednc

另一种常用的触点是图2所示的音叉外形,由于可以使用冲压金属工艺制造,因此成本较低。 它与连接器上的方形插针一起使用,例如与PC-104标准兼容的插头。缺点是它们的弹簧张力相对较低,所以振动环境下一般较少选这种。a4Mednc

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图2:音叉触点设计在许多情况下提供的性能几乎与双梁一样好,但成本更低;这里显示为绝缘置换连接器组件的一部分。(图片来源:Meritec)a4Mednc

上面只是本文讨论的两种接触配置。此外还包括单梁、圆形夹、圆形多指,弹簧,弹簧和双曲面触点。这篇文章的“有用信息/阅读时间”的比例很高,比我在各种主题上阅读过的其他许多技术文章都要多。a4Mednc

这也清理了一个我内心深处理解模糊的地方。几个月前,我有个与连接器有关的项目,发现几乎所有的东西都是定制的,而不是标准的东西。连接器的分销商除了些使用特别广泛、非常常见的型号之外,现货库存相对较少。用户选择连接器主体类型,触点数量,触点类型,触点完成和其他参数,然后供应商以很短的交货周期定制出来不多的产品。a4Mednc

这是有道理的,因为具有所有可用选项的连接器组合的数量尽管不是无限的,但也多的数不清了。没有人能把所有型号都来作库存。但是这也意味着存在一个微妙的风险:如果准确的连接器/触点组合在短时间内找不到,那么可能有人试图“临时”使用一个组合。a4Mednc

因此,由于物料清单(BOM)的替代,该产品可能无法通过内部测试或现场测试。更大的危险是设备会正常的工作了一段时间,采购都忘记了还需要采购正确的触点。现场故障长时间累积起来,设计人员将需要花费很多时间来设法确定发生了什么、以及怎么发生的。a4Mednc

教训很简单:花点时间选择正确的连接器和触点类型,并确保它能实际使用。 如果不能,至少要充分证明所使用的触点不是你更好的、以及为什么。a4Mednc

您是否因为选择正确的连接器主体而使用了错误的触点类型,或者由于BOM上的小调整,从而遇到什么故障? a4Mednc

(本文授权编译自EDN姐妹媒体,胡安编译,原文链接Giving Connector Contacts Adequate Considerationa4Mednc

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本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Bill Schweber
EE Times/EDN/Planet Analog资深技术编辑。Bill Schweber是一名电子工程师,他撰写了三本关于电子通信系统的教科书,以及数百篇技术文章、意见专栏和产品功能介绍。在过去的职业生涯中,他曾担任多个EE Times子网站的网站管理者以及EDN执行编辑和模拟技术编辑。他在ADI公司负责营销传播工作,因此他在技术公关职能的两个方面都很有经验,既能向媒体展示公司产品、故事和信息,也能作为这些信息的接收者。在担任ADI的marcom职位之前,Bill曾是一名备受尊敬的技术期刊副主编,并曾在其产品营销和应用工程团队工作。在担任这些职务之前,他曾在英斯特朗公司(Instron Corp., )实操模拟和电源电路设计以及用于材料测试机器控制的系统集成。他拥有哥伦比亚大学电子工程学士学位和马萨诸塞大学电子工程硕士学位,是注册专业工程师,并持有高级业余无线电执照。他还在计划编写和介绍了各种工程主题的在线课程,包括MOSFET基础知识,ADC选择和驱动LED。
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