Les connecteurs sont d'importants dispositifs de connexion mécanique et électrique entre différentes parties d'un système ou entre le système et le monde extérieur.Le choix du type de connecteur dépend de plusieurs facteurs, y compris les exigences électriques et mécaniques, les normes de l'industrie, la facilité d'utilisation et la fabrication, le nombre et le type de contacts, les situations d'accouplement et de non-accouplement, les objectifs de fiabilité,et les exigences réglementairesCependant, le connecteur classique D-Sub (ultra petit type D) est utilisé depuis des décennies et reste le connecteur préféré pour de nombreuses applications.
Bien que le style du corps et la disposition des connecteurs aient attiré beaucoup d'attention,les contacts eux-mêmes ont une incidence significative sur les performances électriques et mécaniques des connecteursComme les conceptions deviennent de plus en plus complexes et que les exigences en matière d'application deviennent plus élevées,Les concepteurs doivent comprendre les dernières innovations en matière de technologie de contact pour répondre aux normes et exigences correspondantes., en particulier en termes de robustesse, de force d'insertion et de force de rétention, de résistance au contact et de tolérance à la température.
Cet article donne un bref aperçu de la tendance de développement des connecteurs, en mettant l'accent sur les raisons de l'utilisation continue des connecteurs D-sub.les contacts avancés d' Amphenol Positronic ont été introduits, et comment les utiliser pour améliorer les performances du connecteur.
USB, l'importance des connecteurs Ethernet et D-sub
Bien que l'utilisation des interfaces RS-232 traditionnelles ait diminué et que diverses versions de connecteurs USB et Ethernet émergent,Le classique connecteur D-sub à 9 broches (communément appelé DB-9) et d'autres connecteurs de la série plus large de connecteurs D-sub jouent toujours un rôle crucial dans la communication électronique du systèmeBien que USB et Ethernet puissent répondre à de nombreuses exigences en matière d'interconnexion, il existe de nombreuses raisons pour lesquelles ils sont utilisés en continu.Ces deux types de connecteurs largement utilisés sont des interfaces série plutôt que des interfaces multicâbleIls peuvent transmettre simultanément des données et de la puissance, mais ont des limitations strictes sur les types de signal, les valeurs maximales de tension et de courant, et la puissance nominale.
En termes de conception, l'USB et l'Ethernet ne peuvent pas gérer efficacement plusieurs signaux non liés ou différents formats comme les interfaces avec plusieurs chemins de contact parallèles.Une autre considération importante est que la conception des connexions USB et Ethernet standard ne répond pas au niveau requis d'intégrité et de robustesse mécanique et électrique dans de nombreux cas..
En raison de ces raisons et d'autres, les connecteurs D-sub sont encore largement utilisés.Il a pour fonction de protéger complètement les interférences électromagnétiques (EMI) et les interférences radiofréquences (RFI), fournissant un boîtier scellé ou presque scellé, avec une structure mécanique solide, et ses deux parties d'amarrage peuvent être verrouillées l'une à l'autre par un petit fil supérieur.Le corps ou le boîtier du connecteur D-sub a au moins six tailles standard., offrant des options flexibles pour les positions et les types de broches électriques.le "Combo-D" D-sub prend également en charge le mélange de contacts de signal et d'alimentation indépendants dans un seul boîtier de connecteur (figure 1, en haut).
Image de style connecteur combo-D ultra petit (cliquez pour agrandir)
Figure 1: le connecteur Combo-D ultra petit prend en charge plusieurs combinaisons de signaux et de circuits d'alimentation (comme indiqué sur la figure);Le connecteur D-sub adopte des dimensions de boîtier standard et une disposition de contact (comme indiqué sur la figure ci-dessous). (Source de l'image: Amphenol Positronic)
Un seul sous-système D peut prendre en charge divers arrangements standard de mixage et de correspondance (figure 1, bas).haute tension, thermocouple, et les options de contact en fibre optique.
L'innovation dans les technologies de contact
L'avantage du boîtier D-sub est un élément important de l'histoire du connecteur, et les contacts électriques et leurs propriétés sont également la clé du succès de l'assemblage du connecteur.Au fil des ans, la technologie de contact a apporté de nombreuses améliorations en matière de matériaux, de conception, de propriétés électriques et mécaniques.
Il s'agit notamment de la technologie de contact PosiBand brevetée par Amphenol Positronic (brevet américain n° 7115002).qui est différent de la conception traditionnelle et obtient des performances supérieures dans de nombreux paramètres clés.
L'élément de pression externe PosiBand est conçu pour séparer complètement les actions mécaniques et électriques de la connexion (figure 2).L'élément de pression applique une force pour appuyer sur l'épingle mâle vers la cavité interne, formant une longue ligne de contact électrique direct, achevant ainsi l'action mécanique.permettant aux concepteurs d'optimiser la résistance de l'interface de la connexionLa structure circulaire robuste et intacte à l'entrée peut améliorer la robustesse mécanique des contacts.
Amphenol Positronic PosiBand adopte des images de conception brevetées (cliquez pour agrandir)
Figure 2: PosiBand adopte une conception brevetée qui sépare les actions mécaniques et électriques de la connexion.
La presse à ressort à l'intérieur de la PosiBand (figure 3, gauche) est un composant petit mais essentiel de l'assemblage et un facteur clé affectant ses performances.Cette feuille d'alliage de cuivre de béryllium résistant peut générer une force normale sur le contact mâleEn même temps, tout en satisfaisant ou dépassant les exigences de performance, il peut également réduire la force d'insertion moyenne.
Amphenol Positronic PosiBand clip de ressort (à gauche) fournit une image de force normale dans la zone de contact (à droite)
Figure 3: La pince à ressort PosiBand (à gauche) fournit une force normale dans la zone de contact (à droite) pour maximiser la zone de contact de la surface d'accouplement électrique. (Source d'image: Amphenol Positronic)
Les contacts de base de la PosiBand sont en laiton et offrent d'excellentes performances pour l'accrochage des fils aux contacts.qui non seulement augmente les coûts, mais peut également causer des problèmes à long terme si elle n'est pas manipulée correctement pendant le processus de fabrication.
Comparé aux conceptions de contacts traditionnelles, le système PosiBand augmente également la zone de contact entre les contacts mâles et femelles, obtenant ainsi une intégrité électrique plus fiable.Au niveau microL'augmentation de la surface de contact réduit la possibilité de discontinuité lors des vibrations.
Contrairement à l'intuition, le système PosiBand fournit une plus grande zone de contact sans augmenter la force d'insertion; au contraire, la conception PosiBand fournit une force d'insertion plus constante,réduisant ainsi la force d'insertion moyenne.
Les produits positroniques ont été inscrits sur la liste des produits qualifiés (QPL) de l'Agence logistique du ministère de la Défense des États-Unis (DLA),ce qui signifie qu'ils ont satisfait aux exigences, y compris l'identification du produit correspondantePosiBand est conforme aux spécifications SAE AS3902 et MIL-DTL-24308,et répond également aux exigences plus élevées de l'essai de séparation par contact de 40 g de GSFC S-311-P4/08 et GSFC S-311-P4/10.
Taille de contact et résistance
Les contacts PosiBand utilisent des tailles standard 20 et 22. Le premier est applicable aux fils American Wire Gauge (AWG) 20, 22 et 24, tandis que le second est applicable aux fils AWG 22, 24, 26, 28 et 30.
La résistance maximale du contact 22 est de 0,005 ohms (Ω), tandis que la résistance correspondante du contact 20 est de 0,004 ohms.entraînant une faible auto-chauffure, qui donne aux concepteurs la possibilité d'utiliser les contacts 22 et 20 pour l'alimentation électrique.
Certains ingénieurs ne comprennent pas les caractéristiques thermiques des contacts, ou ne prennent en considération ce facteur qu'au stade ultérieur de la conception et de la sélection des connecteurs.La chaleur reste un facteur clé dans l'évaluation des performances des connecteurs et du systèmeLa hausse de température et la relation de courant des contacts PosiBand 20 (figure 4, en haut) et 22 (figure 4, en bas) sont complètement cohérentes sous différentes configurations de contact.