中心議題：
- 電源連接器的發(fā)展趨勢(shì)與規(guī)律
- 根據(jù)需求應(yīng)用電源連接器舉例
- 電源連接器應(yīng)用Q/A
本講從電源連接器的產(chǎn)業(yè)發(fā)展入手，揭示電源連接器的產(chǎn)業(yè)變化規(guī)律，深入解析電源連接器在高電流密度、微型化、低成本化等方面的技術(shù)進(jìn)步，以及如何把這種進(jìn)步融入實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，透過(guò)電源連接器應(yīng)用實(shí)例，以問(wèn)答的形式，對(duì)電源連接器的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行解答。
電源連接器按連接方式分類(lèi)可分為板對(duì)板型，線(xiàn)對(duì)板型，線(xiàn)對(duì)線(xiàn)型；按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分類(lèi)可分為插針插孔類(lèi)，邊緣插卡類(lèi)，雙片插頭插座式，抽屜式，線(xiàn)纜連接；按應(yīng)用分類(lèi)，卡類(lèi)，bus bar類(lèi)，信號(hào)電源混合類(lèi)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范專(zhuān)用類(lèi)，客戶(hù)定制類(lèi)。
在電源連接器的選擇上要十分慎重，如果連接器不能滿(mǎn)足實(shí)際工作的需要，會(huì)帶來(lái)重大損失。必須滿(mǎn)足的重要參數(shù)有：額定電壓電流值，阻抗，耐壓值，絕緣電阻，適用線(xiàn)徑，插拔力，保持力，插拔次數(shù)，溫升，工作溫度范圍，阻燃等級(jí)，安裝方式，安規(guī)要求，使用環(huán)境等。對(duì)具體的技術(shù)規(guī)格，有以下幾點(diǎn)需要重視：高導(dǎo)電率材料的選用，相關(guān)散熱的設(shè)計(jì)，高等級(jí)安規(guī)要求，漏電距離的重新排布，對(duì)應(yīng)板卡或線(xiàn)纜的重新選擇等。詳細(xì)電源連接器的選擇問(wèn)題，可以參考電源連接器的選擇。
電源連接器的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在小型化，高電流密度，高效率，高安全性，使用簡(jiǎn)易，維護(hù)方便等方面，同時(shí)也引發(fā)了新材料科技的快速發(fā)展，高導(dǎo)電率，耐高溫材料需求旺盛，通風(fēng)設(shè)計(jì)和仿真技術(shù)也備受重視。例如，高端設(shè)備對(duì)電流密度的需求，平均下來(lái)，基本上每三年左右就會(huì)提高50%，沒(méi)有新的合金技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這是不可能實(shí)現(xiàn)的。
就像在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)里面有摩爾定律一樣，每18個(gè)月到兩年左右，單位面積晶體管集成密度會(huì)提高一倍，電源連接器的電流承載密度也增長(zhǎng)非常快，基本上五年左右時(shí)間就會(huì)提高到50%，采用新技術(shù)的連接器提升速度會(huì)更加快，客戶(hù)對(duì)于電源支付的成本卻在急速下降，在一些低端符合SSI標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，由于技術(shù)改進(jìn)、成本降低和一些替代的產(chǎn)品的出現(xiàn)，每安培電流支付成本已經(jīng)接近了三美分這樣。在電源這一塊，每瓦特支付的成本在0.2美金，預(yù)計(jì)到2012年會(huì)降到0.1美金，一方面客戶(hù)對(duì)電流密度的需求在快速增加，一方面，客戶(hù)支付的費(fèi)用卻在快速下降，所以市場(chǎng)需要連接器新技術(shù)和新突破。
所以，在連接器的應(yīng)用上，可以考慮使用更新的更好的匹配自己需求的產(chǎn)品來(lái)優(yōu)化連接器結(jié)構(gòu)。
比如，為了響應(yīng)滿(mǎn)足對(duì)于高訊號(hào)密度和降低設(shè)計(jì)成本的需求，可以考慮FCI的直交和背板的ZipLine連接器，以及相應(yīng)的電源連接器。ZipLine可提供最高12.5Gb/s的傳輸速度，使用邊緣耦合技術(shù)以提供高訊號(hào)密度，并可實(shí)現(xiàn)低插損和低串?dāng)_，完全不用成本高、占用空間大的金屬護(hù)層，在1.5mm間距中每英吋最高達(dá)101對(duì)差分訊號(hào)的密度，因而可實(shí)現(xiàn)性能高的高速連接器系統(tǒng)。
再比如，為了應(yīng)對(duì)模塊化電源解決方案日益提升的電流密度需求，泰科電子推出的全新電源連接器型號(hào)——MULTI-BEAM XLE及MINIPAK HDL連接器，采用全新設(shè)計(jì)，充分利用散熱氣流并提供更卓越的長(zhǎng)期可靠性，采用更先進(jìn)的觸點(diǎn)設(shè)計(jì)及更優(yōu)秀的材料，能夠應(yīng)對(duì)與帶電多次插拔相關(guān)的各種挑戰(zhàn)，并在強(qiáng)腐蝕性環(huán)境中保持低毫伏壓降。
為了確保安全斷開(kāi)連接，可以選用FCI的APEX®9505路(車(chē)內(nèi)充電器互連產(chǎn)品)或RCS800服務(wù)插頭(維護(hù)用電池?cái)嚅_(kāi)連接產(chǎn)品，其獨(dú)特的集成電子互鎖和兩步斷開(kāi)連接相結(jié)合，高壓400-600V，其ErgoMate®軸向連接使系統(tǒng)操作簡(jiǎn)易、減少配接力。
為了滿(mǎn)足必須提供防止觸電死亡的特別故障保護(hù)序曲，可以考慮FCI的RCS800 和APEX®280連接器，用于解決高電壓應(yīng)用（400/600V），并提供高等級(jí)密封，因?yàn)榇菩弁鈿ぴ谶B接和斷開(kāi)位置均完全密封。它們的高性能終端能允許35A至250A的高等級(jí)操作電流。
為了防止連接器半插，保證連接器穩(wěn)定結(jié)合，可以選擇帶慣向鎖定系統(tǒng)的連接器。慣向鎖定系統(tǒng)就是當(dāng)插頭在往插座上前進(jìn)的時(shí)候，鎖扣沒(méi)有到達(dá)這個(gè)鎖定位置的時(shí)候，觸片是沒(méi)有接觸的，當(dāng)你鎖定的時(shí)候，它自然在這里可靠結(jié)合了，鎖定和接通是同時(shí)完成，不會(huì)有半插的產(chǎn)生，操作者會(huì)有非常好的手感，提示操作者它是穩(wěn)定、可靠的鎖定。
為了防止反插，可以選擇雙鎖定連接器，也就是兩層鎖定。電流可以做到14安培，具備聲音提示，當(dāng)插片插到位以后，有一個(gè)聲音進(jìn)行提醒，當(dāng)兩個(gè)對(duì)插到位的時(shí)候，也會(huì)有聲音提示，這些都是有極性條在上面，所以連接的時(shí)候不會(huì)反插。
為了確保一拔出連接器就立即斷電，可以選擇創(chuàng)新性塑殼解決方案，其獨(dú)特的“兩步式”釋放過(guò)程為互鎖裝置的工作提供足夠的時(shí)間，這樣，通電時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)斷開(kāi)現(xiàn)象。用戶(hù)確實(shí)須進(jìn)行兩個(gè)獨(dú)立的動(dòng)作，切斷電源和拔出連接器之間會(huì)有五秒鐘的延遲。這些新穎的安全裝置還擁有許多其它特點(diǎn)。端子被固定在塑料防護(hù)孔格后，防止手指的碰觸，齒輪軸向連接系統(tǒng)在幫助實(shí)現(xiàn)更小尺寸的解決方案的同時(shí)顯著減小匹配力。一旦對(duì)配到位，連接器二次鎖止會(huì)被關(guān)閉，以此保證100%穩(wěn)固的連接。
為了至少10000次連接循環(huán)，可以考慮FCI的EV Plug 16 - 63A，還具達(dá)400V –高壓絕緣保護(hù)，可提供1-相，2-相，3-相。
電源連接器應(yīng)用Q/A
下面是針對(duì)電源連接器應(yīng)用問(wèn)題的四個(gè)問(wèn)答：
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一， 電源連接器對(duì)應(yīng)不同應(yīng)用使用哪些不同的鍍層？
電源連接器選擇鍍層時(shí)主要考慮使用環(huán)境，主要分為三種情況：
· 對(duì)于一般的應(yīng)用，鍍錫是最常見(jiàn)的，因?yàn)殄a比較便宜，但是錫的質(zhì)地比較軟，為保證良好接觸，需要較高的接觸力（至少100克），插拔次數(shù)一般比較低，只能起到簡(jiǎn)單保護(hù)性的防腐蝕作用，工作溫度比較低，黃銅或青銅鍍錫工作溫度可以到110℃，鋼鍍錫可以到達(dá)190℃。對(duì)于高插拔次數(shù)，一般都需要鍍金。對(duì)于更高工作溫度，就需要其它鍍層，例如紫銅鍍鎳應(yīng)用達(dá)340度,黃銅或青銅鍍鎳達(dá)250℃。
·對(duì)于高可靠性要求的小信號(hào)應(yīng)用，要求小的接觸力的應(yīng)用，一般都采用鍍金，同時(shí)金的耐腐蝕性能也很突出。鎳一般被用作鍍金的底層，鋼接觸件大部分鍍鎳(必需先鍍銅)。鈀的導(dǎo)電率比金要差，多用于代替電鍍金在某些有限制的范圍.目前金價(jià)持續(xù)上漲，鍍鈀鎳合金的產(chǎn)品也越來(lái)越多。鍍銀的觸點(diǎn)具有非常好的導(dǎo)電性，但是銀很容易氧化，故而只在特殊情況下才選用。
·出于防腐蝕，提高連接電性能，降低溫升等方面考慮，現(xiàn)在的連接器基本上都需要進(jìn)行電鍍處理。在一些大電流的特殊應(yīng)用情況下有見(jiàn)到不做電鍍處理的，可是已經(jīng)非常少見(jiàn)了。
二，電源連接器通常做哪些測(cè)試？
除了連接器一般都要做的通用測(cè)試，如接觸電阻，絕緣電阻，耐電壓，可焊性，擦拔次數(shù)，震動(dòng)，插入/分離力，環(huán)境試驗(yàn)等，電源連接器比較特別的測(cè)試是：溫升電流關(guān)系，熱插拔（如果有要求）。與信號(hào)連接器的要求差別很大，信號(hào)連接器，尤其是高速信號(hào)連接器，除了通用測(cè)試外，會(huì)更關(guān)注在信號(hào)完整性方面的性能。
三，連接器pin不吃錫是什么原因？該如何處理？
如果排除了焊接工藝問(wèn)題，比如焊錫溫度，合適的助焊劑，過(guò)焊錫時(shí)間等，不吃錫可能是觸點(diǎn)表面氧化或者不潔造成的，要注意打開(kāi)包裝后應(yīng)盡快使用，儲(chǔ)藏環(huán)境要保持干燥。還有的是產(chǎn)品鍍層不良，基材外露，也會(huì)造成不吃錫。
首先應(yīng)該確定是什么原因造成的。如果是工藝問(wèn)題，就要改善工藝，例如，選擇合適的助焊劑，設(shè)置對(duì)應(yīng)的焊錫溫度，調(diào)節(jié)過(guò)爐時(shí)間（回流焊），或者鏈速（波峰焊）等；如果是管腳不潔，則需要針對(duì)性的清潔處理；如果是氧化問(wèn)題（基本沒(méi)有焊錫吃上，或即使有錫也是不浸潤(rùn)的狀態(tài)）就比較麻煩了，現(xiàn)在還沒(méi)有很好的去除氧化層的還原劑，可能要考慮報(bào)廢處理，實(shí)踐中，對(duì)于小批量的情況，有些公司采用刮除氧化層后再焊的方法，但是這種做法的可靠性沒(méi)有得到驗(yàn)證。
四，在整機(jī)測(cè)試中有自動(dòng)關(guān)機(jī)不良，經(jīng)確認(rèn)為其中該批次一線(xiàn)對(duì)板連接器接觸不良，現(xiàn)在供應(yīng)商有改善品送來(lái)，該如何測(cè)試此批新料是否有改善？有什么相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)？
建議首先確認(rèn)根本原因是什么，一定要找出真正的原因，而不是只針對(duì)現(xiàn)象頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳。比如，先將導(dǎo)線(xiàn)斷開(kāi)，完整測(cè)試和評(píng)估問(wèn)題是連接器造成的，還是導(dǎo)線(xiàn)，或者壓接造成，再一步步找下去。再檢查供應(yīng)商是否針對(duì)此原因作了改善，改善措施是否合理有效。
測(cè)試也是要針對(duì)性的，也可以適當(dāng)加嚴(yán)試驗(yàn)條件。例如是氧化造成的，對(duì)新樣品，就不僅要檢查其外觀，還要重新進(jìn)行可靠性測(cè)試，泰科電子對(duì)自己產(chǎn)品的可靠性有完整的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)文件（例如108，114文件），然后進(jìn)行組裝，再作整機(jī)測(cè)試。
