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电缆和连接器:通往PCB之外世界的桥梁

我们是一个相互联系的社会。在横向的意义上,有某种类型的连接器涉及到将这个故事呈现给您。从墙壁插座出来的电压通常是我们第一次接触无形危险。大多数时候,墙上的插座用220伏交流电供电。这是致命的!

主电源,一切开始的地方

A型和B型插座(110VAC)在北美和日本等少数异类很熟悉。美国国家电气制造商协会(NEMA)正在为美国和其他希望遵循这些标准的国家制定地方标准。如果你说你想要一个NEMA电缆,你会得到典型的三脚设置,我们看到大多数电子产品出货。

另一种产品则采用壁挂式电源,可以将交流电转换为直流电,同时将电压水平降低到设备友好的水平。这些电源模块的美妙之处在于,调节器的潜在热量和开关噪声与其他电子设备保持距离。与此同时,你可能会在设备的数据端使用USB、无线或其他形式的连接。

图1。图片来源:EIC -蓝色阴影,C风格插头和插座常用的地方。A和B插头/插座在美国和其他一些国家很熟悉。

有些“标准”只适用于一个国家。你不知道带什么类型的适配器是情有可原的。国际电工委员会(启德集团)是负责插入的标准机构。他们设计了这些不可互换的连接。

电压和每秒周期必须正确,电子设备才能正常工作。有一条经验法则说,110-127VAC将每秒摆动60次(60 Hz), 220-240VAC将循环50次(50 Hz)。这两个一般规则都有例外。各种插座和插头的设计都是为了防止设备损坏和/或对用户造成危险。这在日本是相关的,根据地区不同,50和60赫兹都将被使用。

电缆的另一端呢?当然,它必须与墙的一侧有所不同。文件编号EIC-60320涵盖了所谓的耦合器的范围,将EIC电缆的另一端与外壳配对。大多数这些终止与耳连接到线束,但有些可以直接焊接到PCB上

他们的评级和宣传的伏特/安培容量,但也在恶劣环境的资格。这些电缆中使用的导体范围从18号到12号绞线。除了消费类电子产品,汽车和航空航天行业还加强了带有锁定机构的连接器。它们将被建造得能够承受极端温度和酸性或碱性的环境,或者我们可以扔给它们的任何环境。

图2。市电电压通过交流电缆后将通过电源调节电路。

一旦你弄清楚了产品要做什么,它要在哪里做,真正的乐趣就开始了。一个multi-board系统将依赖于线束和/或堆叠连接器,允许所有功能作为一个整体工作。从这里开始,连接器选项迅速增加。一旦我们超越了从墙到设备的绳索,就没有标准了;甚至不是一个分裂的地区性组织。

连接器可以是你想要的任何东西

我们拥有的是几个连接器供应商,每个供应商都有来自这个垂直领域的几个专有生产线。选择是惊人的。只要有数据传输协议,比如PCIe或以太网,就会有解决方案的生态系统。

你可能需要一个连接器,它有四个大引脚用于电源和接地,同时还有16个小引脚用于信号。如果您擅长使用您最喜欢的组件分销商的搜索引擎,您可以寻找类似的东西。4+16的排列只是一个随机但可能的针的组合。我没花很长时间就找到了4 x 17,多了一根线。搜索一个20针连接器,向下滚动到更奇异的口味。

图3。图片来源:Octopart -大针和小针可以根据需要组合在一个连接器中。

这甚至不是一个半自定义的解决方案。无数现成的可能性反映了连接器应用的多样性。这是一个竞争激烈的市场,因此除了价格之外,差异化因素之一是供应商快速推出连接器系列变体的能力。对于足够大的订单,连接器供应商可以提供定制的解决方案,您可以在其中命名配置。

因此,不仅有成千上万的连接器,如果你是一个好客户,你可以为你做一些事情。任何一个供应商都会很乐意与你保持良好的联系。定制设计将有更长的交货时间和一些额外的非经常性工程(NRE)开发费用。此时,您的特殊连接器将成为目录中的另一个选项,具有典型的分段定价。

图片4。图片来源:作者-想象一下这个养育板上有二十多个匹配的连接器。始终注意电缆和连接/断开电缆所需的空间。

从简单的交流墙插头到最强大的背板,这个不起眼的连接器让我们的电从一个东西流到另一个东西。它们可能是噪声源,因为在引脚衬垫的阻抗不连续和接近外界。这可以通过覆盖层和整个PCB周围的良好接地环来缓解。

关于为连接器创建足迹的最后一个技巧

根据制造商的要求,花些时间来获得正确的足迹。然后确保连接器供应商没有指定晶圆厂不能生产的东西。其中一个关键的症结是当它们太紧时的孔公差。另一个可能的罪魁祸首是当足迹的金属太接近PCB边缘。试着通过电话会议来解决这些分歧。

作者简介

John Burkhert Jr是一名职业PCB设计师,在军事,电信,消费硬件和最近的汽车行业经验丰富。起初,作为一名射频专家,为了满足高速数字设计的需求,不得不时不时地翻转比特。当他不写作或执行PCB布局时,约翰喜欢弹奏贝斯和赛车。你可以在领英上找到约翰。

约翰·伯克赫特的资料照片