电路设 计中对连接器的几点考量

2018-06-25  来自: 东莞市 印通五金有限公司 浏览次数:165


电路设 计中对连接器的几点考量


        连接器变得越小,其重要性就越大

       原因很简单:产品都在变小。现在的智能手机、平板电脑、血糖检 测器等无数电子设备对尺寸的要求越来越严格,内部越来越紧密,于是留 给连接器的空间就不多了。这种趋 势也出现在国防和航空航天领域,比如在卫星、制导系 统和航空电子系统中,其中的 紧凑性要求只有“微缩型”的连接器才能满足。

对更小 型的连接器的需求在不断上升,设计工 程师也就面临着一系列新的挑战。他们再 也不能将连接器的设计放到项目的最后阶段来完成。微型连 接器需要深谋远虑。它要求 设计者预先考虑封装、耐久性、电流负 载能力和可更换性等各种各样的因素。


      设计者 应当考虑更换的便易性,尤其是 封闭式的外壳中。


  下面是 来自于微连接器供应商的一些设计建议。这些建 议不仅来自于连接器设计的专家,而且也 是设计师惨痛的经验总结,所以值 得设计师的参考。


  1、在设计 早期考虑连接器


  “工程师 往往都太专注于设计整体系统,而把连 接器放到设计的最后阶段再考虑。”TE Connectivity产品开发工程部主管Mitch Storry说,“他们认 为连接器很简单,所以他 们可以把相关的设计放到最后阶段。然后他 们被自己的设计卡住了。”


  Storry已经看 到太多设计师在设计的最后阶段才匆匆设计连接器的故事了。他告诉我们,在很多情况下,设计师 最后不得不选择非标准的连接器完成设计,这不仅拉高了成本,还延迟了交货时间。


  为了避 免这样的问题出现,相关专 家建议在设计的早期就应该考虑你将使用的连接器,然后为 它们预留设计空间,设计也围绕其展开。


  “没人原因听你说‘首先,决定你需要的连接器’,”TE Connectivity产品开发工程师Stephen T. Morley说,“但如果 他们真的这样做,实际上 能节省他们很多时间,也少了很多麻烦。”


  2.了解清楚空间的限制


  尽管微 型的板到板连接器的厚度通常小于1毫米,但它们 也通常应用在包装紧密的应用中。为了解 决潜在的包装上的问题,设计者需要考虑PCB板上的线路走 线、以及连 接到连接器上的附加线材。“因为间距变小,你必须 让走线和线材更窄。”Molex地区产品经理Mike Higashikawa说。


  另外,请记住一些连接器(如:柔性电缆连接器)提供了 向前和向后翻转的选项。当进行系统设计时,你需要 考虑这些翻转方法。比如说 向后翻转的连接器如果正背面有另一个组件,那么就 可能很不容易访问。


  最后,设计师 还需要注意表面贴装设备有时无法处理更小的组件。找某些情况下,他们需 要新的真空喷嘴来解决这些问题。


  3.搞清楚电流负载能力


  随着连 接器尺寸的下降,连接器 的电流负载能力也随之下降。一般而言,微型连接器能处理200mA到500mA之间的电流,差不多 是更大一点的板对板连接器额定电流的一半。为了补 偿较低的载流能力所带来的问题,设计者 可能需要增加端子的数量。


  4.考虑小/微型连接的稳定性


  “我需要建议这一点,不仅是在设计阶段,而且在过程中,都要保 证他们不受损害。”TE Connectivity的Morley说。


  Morley是RF应用中 的一位微连接器设计专家,回忆说 在他设计的军事、空间应用中,有一半 的连接器都在测试阶段被毁坏了。


  如果不 首先将这个问题放在心上,可能会推高成本,他说。损坏的 连接器需要重新配置、整修和标记。甚至还 可能需要更为昂贵的,现场可 更换的连接器取代,而且这 样的变化可能会让设计时间再延长一到两周。


  Morley说:“应当注 意的是永远要优先考虑已有连接器,如果这 些连接器不兼容你的设计,再考虑自己设计,这样能 为你节省大量的时间。”


  5.考虑易更换性


  如果产 品的外表是封闭的,那么你 需要能从外面更换的连接器。否则,你就需 要做一些焊接的工作了。


  Morley说:“你做得越多,你对焊 接等技能就越熟练,但是对 整个系统造成损伤的风险也就越高。”


  6.了解连 接器的功能要求


  供应商 需要客户充分表达自己的需求,不然他 们可能会误解客户的需求。这在需要**自定义 的连接器的时候显得尤其重要。


  “准确地 阐明连接器的需求是至关重要的,”Storry说,“如果表 述不清或有遗漏,我们就 可能忽略设计的关键需求。”


  7.考虑机械应力


  温度、冲击和 振动都会在接口和电路间产生应力。专家建 议你应该选择能避免这些力影响的连接器。


  “我在一些PCB板上看 到了裂成碎片的焊点,”Morley说,“当连接 器牢固地连接到板子或者外结构上时,它必须 要能承受冲击和振动带来的力,否则就可能出现裂缝。”


  Morley建议工 程师使用互连系统来尽可能减少安装结构和连接点之间的积聚应力。“有许多 供应商都提供这样的系统。”他说,“设计师 应当密切注意这一点。”

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