电路设计中对连接器的几点考量

时间:2022-05-24浏览次数:472

连接器越小,就越重要。


原因很简单:产品越来越小。如今,众多的电子设备,如智能手机、平板电脑、血糖检测仪等。对尺寸有更严格的要求,内部更紧凑,所以留给连接器的空间不多。这种趋势也出现在国防和航空航天领域,如卫星、制导系统和航空电子系统,这些领域的紧凑性要求只能通过“微型”连接器来满足。


随着对更小连接器的需求不断增加,设计工程师面临着一系列新的挑战。他们不再能将连接器的设计放入项目的最后阶段。微型连接器需要深谋远虑。它需要设计者提前考虑包装、耐用性、当前负载能力和可替换性等各种因素。


设计师应考虑更换的便利性,尤其是在封闭的外壳中。


以下是微型连接器供应商的一些设计建议。这些建议既是连接器设计专家的建议,也是设计师的惨痛经验总结,值得设计师参考。


1.在设计的早期阶段考虑连接器。


“工程师往往过于专注于整体系统的设计,在考虑之前就将连接器置于设计的最后阶段。”TE Connectivity的产品开发工程部总监米奇·斯托里(Mitch Storry)表示,“他们认为连接器非常简单,因此他们可以将相关设计放入最终阶段。然后他们坚持自己的设计。”


Storry见过太多设计师在设计的最后阶段匆忙设计连接器的故事。他告诉我们,在很多情况下,设计师最终不得不选择非标连接器来完成设计,这不仅提高了成本,也延误了交付时间。


为了避免这样的问题,相关专家建议,在设计的前期就要考虑好你将要使用的连接器,然后给它们预留设计空间,围绕它们进行设计。


TE Connectivity的产品开发工程师斯蒂芬·t·莫利(Stephen T. Morley)说,“没有人有理由听你说,‘首先,确定你需要的连接器。“但如果他们这样做,实际上可以节省他们很多时间和很多麻烦。”


2.理解空间的局限性。


虽然微型板对板连接器的厚度通常小于1 mm,但它们也常用于紧密封装的应用中。为了解决潜在的封装问题,设计人员需要考虑PCB上的布线和连接到连接器的额外导线。"因为间距变小了,所以你必须把走线和电线做得更窄."Molex大区产品经理Mike Higashikawa说。


此外,请记住,一些连接器(如柔性电缆连接器)提供向前和向后翻转的选项。在设计系统的时候,你需要考虑这些翻转方式。例如,如果在连接器的正面和背面有另一个组件是反过来的,则可能不容易接触到。


最后,设计师还应该注意,表面贴装设备有时无法处理更小的元件。在某些情况下,他们需要新的真空喷嘴来解决这些问题。


3.了解当前的负载能力。


随着连接器尺寸的减小,连接器的电流负载能力也减小。一般来说,微型连接器可以处理200mA到500mA之间的电流,这几乎是较大板对板连接器额定电流的一半。为了弥补低载流量带来的问题,设计人员可能需要增加端子数量。


4.考虑小型/微型连接的稳定性。


“我需要建议这一点,不仅在设计阶段,而且在过程中,以确保它们不被损坏。”TE Connectivity的莫利说。


Morley是在射频应用中设计微型连接器的专家,他回忆说,在他的军事和空间应用中,一半的连接器在测试阶段就被破坏了。


如果你不首先考虑这个问题,它可能会推高成本,他说。损坏的连接器需要重新配置、翻新和标记。可能需要更昂贵的现场可替换连接器来替换它们,并且这种改变可能会将设计时间再延长一周或两周。


莫利说,“需要注意的是,应该始终优先考虑现有的连接器。如果这些连接器与您的设计不兼容,可以考虑自己设计,这会节省您很多时间。”


5.考虑容易更换。


如果产品的外观是封闭的,那么你需要一个可以从外面更换的连接器。否则,你需要做一些焊接工作。


莫利说,“做得越多,焊接等技能越熟练,但整个系统受损的风险也就越高。”


6.了解连接器的功能要求。


供应商需要客户充分表达需求,否则可能会误解客户的需求。当您需要* *定制连接器时,这一点尤其重要。


“准确阐明连接器的要求至关重要,”Storry说。“如果陈述不清楚或有遗漏,我们可能会忽略设计的关键要求。”


7.考虑机械应力


温度、冲击和振动会在接口和电路之间产生应力。专家建议,您应该选择能够避免这些力的影响的连接器。


“我在一些PCB板上见过断裂的焊点,”莫利说。当连接器牢固地连接到电路板或外部结构时,它必须能够承受冲击和振动产生的力,否则可能会出现裂纹


莫利建议工程师使用互连系统,以尽量减少安装结构和连接点之间的累积应力。"有许多供应商提供这种系统."他说,“设计师应该密切关注这一点。”


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