電源連接器的設計要求

 

為了提升功率傳輸能力，電源連接器就需要提升其單一觸點的電流承載能力（即額定電流）。yiwangzaidianyuanlianjieqideyingyongzhong，shouzhiyuduanziedingzailiunengli，weiledadaochuanshudadianliudemude，kaifazhezhinengcaiyongduoduanzifenliudefangshi，danshizhewuyihuizengdazhenggedianyuanhulianxitongdechicun。zhezaidianzichanpingonglvyuelaiyuegao
，erwaixingyuelaiyuexiaodequshixia，xianrannanyumanzushejiyaoqiu。

 

而且很多大功率的應用，比如電動汽車電池監控/管理
、電源控製係統
、機器人驅動器、伺服控製
、無人機、航天衛星等，其工作環境十分複雜和惡劣，往往對連接器的可靠性也有更高的要求，這就使得此類電源連接器在設計上不能隨便。

 

簡單歸納一下，我們不難看出今天人們對於高功率、高可靠性連接器的一般要求包括：

 

●    在電氣性能方麵，需要能夠承載更大的電流

，具有更高的耐壓

，以支持更高的功率傳輸；

●    在機械特性方麵，需要更加耐用
，滿足長期使用和反複插拔的使用要求

；

●    在使用環境方麵，需要有能力耐受高衝擊、高振動以及高溫環境的的考驗，能夠在惡劣的環境中使用；

●    在易用性方麵

，需要有必要的安全防護
、防止錯配等機製，且安裝和配接過程簡單，易於操作；

●    在外形上
，需要管理好自己的“身材”


，在高功率和小型化上找到最佳的平衡點。

 

如果能夠同時滿足上述所有這些要求，那麼這樣的電源連接器確實就可以稱之為“理想之選”了。

 

Harwin的高功率高可靠性方案

 

盡管找到這樣的高功率、高可靠性的電源連接器不容易
，不過我們還真發現了一款——那就是Harwin公司推出的Kona係列電源連接器。該係列線對板連接器具有8.5mm的引腳間距，單觸點可提供高達60A的額定電流，工作溫度範圍為-65℃〜+150℃。

 

一個完整的Kona互連係統組件包括一個具備板安裝固定件的垂直穿板（through-board）式公頭連接器，以及一個支持8AWG規格電纜的母頭電纜連接器。

 

圖1：Kona係列電源連接器組件

（圖源：Harwin）

 

Harwin公司之前也推出過Datamate係列高功率連接器，之所以會考慮在新的產品係列中將觸點的額定電流提升到60Azheyangyigegaowei，zhuyaoshitamenkandaolemingquedeshichangxuqiu
，yincizaiyuanyouchanpindejichushangjinxingleduofangmiandechuangxinheyouhua
，zuizhongdachenglezheyangdeshejimubiao。

 

Kona連接器特性詳解

 

從外形結構上看
，Kona係列連接器的觸點為單排布局
，有2
、3和4個觸點版本可選。與以前的高功率連接器相比
，觸點的間距增加到了8.5mm，這樣帶來的一個顯著的好處就是為電氣性能的提升提供了空間——Kona係列連接器各個觸點都可以同時承載最高60A的電流；而額定電壓也可達到3000VAC（一分鍾）；在海平麵高度的工作電壓高達1500V（DC或AC峰值）。

 

雖然與以前4mm間距的電源連接器相比
，8.5mm的de間jian距ju似si乎hu會hui讓rang連lian接jie器qi的de外wai形xing更geng大da
，但dan由you於yu額e定ding電dian流liu性xing能neng的de大da幅fu提ti升sheng
，在zai實shi際ji應ying用yong中zhong隻zhi需xu更geng少shao的de觸chu點dian即ji可ke傳chuan輸shu更geng大da的de電dian流liu，因yin而er整zheng個ge電dian源yuan互hu連lian係xi統tong的de功gong率lv密mi度du反fan而er是shi增zeng加jia了le，達da到dao了le每mei厘li米mi48A

，也使得係統空間更為緊湊。

 

圖2：Kona連接器8.5mm的間距

為提升電氣性能提供了空間（圖源：Harwin）

 

支持更高的載流能力
，結構設計的優化不是唯一的要素。Kona係列連接器在觸點的設計上也有創新之舉。與傳統的線對板電源連接器不同
，Kona公頭連接器的鈹青銅觸點采用了獨特的6指設計，這樣在配接時，公頭的觸點就可以在360°的de各ge個ge方fang向xiang上shang提ti供gong正zheng向xiang的de法fa向xiang彈dan力li

，使shi公gong頭tou與yu母mu頭tou的de觸chu點dian牢lao牢lao接jie觸chu。而er且qie連lian接jie器qi公gong頭tou和he母mu頭tou的de觸chu點dian都dou有you鍍du金jin層ceng
，這zhe樣yang一yi來lai，不bu僅jin確que保bao了le最zui佳jia的de電dian氣qi傳chuan輸shu性xing能neng（最大接觸電阻僅2mΩ），也讓連接的可靠性更有保障，使得Kona連接器的配接次數（壽命）達到250次。

 

圖3：Kona公頭連接器的觸點采用

獨特的6指設計（圖源：Harwin）

 

Kona連(lian)接(jie)器(qi)在(zai)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)上(shang)還(hai)有(you)一(yi)個(ge)特(te)點(dian)就(jiu)是(shi)，連(lian)接(jie)器(qi)的(de)每(mei)個(ge)觸(chu)點(dian)都(dou)有(you)單(dan)獨(du)的(de)保(bao)護(hu)罩(zhao)，讓(rang)觸(chu)點(dian)之(zhi)間(jian)彼(bi)此(ci)隔(ge)離(li)
，這(zhe)樣(yang)既(ji)能(neng)夠(gou)防(fang)止(zhi)在(zai)配(pei)接(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)意(yi)外(wai)觸(chu)碰(peng)到(dao)觸(chu)點(dian)，也(ye)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)由(you)於(yu)錯(cuo)誤(wu)操(cao)作(zuo)對(dui)觸(chu)點(dian)造(zao)成(cheng)損(sun)壞(huai)，可(ke)以(yi)說(shuo)是(shi)一(yi)舉(ju)兩(liang)得(de)。

 

從圖4中大家還可以看到
，在公頭和母頭連接器保護罩的外輪廓上還采用了極化設計
，可以有效防止錯配的發生。

 

圖4：Kona連接器每個觸點都有單獨的保護罩

並采用了極化外形設計（圖源：Harwin）

 

為了提升在耐衝擊和耐振動方麵的機械特性，Kona連(lian)接(jie)器(qi)設(she)計(ji)了(le)強(qiang)化(hua)的(de)鎖(suo)定(ding)方(fang)式(shi)，可(ke)通(tong)過(guo)安(an)裝(zhuang)在(zai)母(mu)頭(tou)連(lian)接(jie)器(qi)組(zu)件(jian)上(shang)的(de)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)指(zhi)旋(xuan)螺(luo)絲(si)，將(jiang)其(qi)與(yu)公(gong)頭(tou)連(lian)接(jie)器(qi)緊(jin)密(mi)地(di)固(gu)定(ding)在(zai)一(yi)起(qi)，且(qie)安(an)裝(zhuang)簡(jian)捷(jie)
，無(wu)需(xu)采(cai)用(yong)任(ren)何(he)工(gong)具(ju)，能(neng)夠(gou)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)地(di)提(ti)高(gao)用(yong)戶(hu)的(de)便(bian)利(li)性(xing)。在(zai)公(gong)頭(tou)連(lian)接(jie)器(qi)一(yi)端(duan)
，由(you)於(yu)需(xu)要(yao)裝(zhuang)配(pei)在(zai)PCB上，所以每個觸點都留有4.5mm的電路板穿孔端子，在連接器的兩端還各有一個長5.2mm的固定螺栓，以增強公頭連接器在PCB上的穩固性。

 

由於采用了“先配接後鎖定（mate-before-lock）”機製
，可確保觸點在完全配接之後再接合鎖定裝置
，從而防止在鎖定過程中造成損壞。上述這些舉措
，使得Kona連接器組件可承受12小時20G的振動力，以及6mS高達100G的衝擊力。

 

圖5：Kona連接器提供了更穩固的

機械連接特性（圖源：Harwin）

 

圖6分別展示了Kona連接器公頭（上圖）和母頭（下圖）的機械結構

，大家可以一目了然。其中還有一個小細節——在Kona連接器的公母組件的外殼上都設置有觸點指示器，明確標識出“1號”觸點的位置，可確保連接器組件正確定向，這也算是一個很貼心的設計了。

 

圖6：Kona連接器專門設置了觸點指示器

（圖源：Harwin）

 

本文小結

 

上述所有這些特性，使得Kona連接器成為了一個高功率、高可靠性電源連接器的典範。之所以能夠達成這樣的設計目標，所有的“秘密”其實都在上述這些“細節”之中。我們不妨將這些被專門設計和優化的“細節”總結列舉出來，大家可以按圖索驥

，慢慢品讀。

 

圖7：Kona連接器設計細節和主要產品特性

（圖源：Harwin）

 

表1：Kona連接器產品特性和應用優勢

（圖源：Harwin）

 

如果你也在尋找這樣一款高功率、高可靠性的互連解決方案，那麼Kona連接器一定不會讓你失望。想要進一步認識和了解這款優秀的連接器產品，請移步貿澤電子的網站，那裏有更豐富的技術和設計資源。

 

 

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