常用接線端子在燈具行業(yè)中的應(yīng)用比較

引言

電連接器件,俗稱接線端子或接插件,是一種基礎(chǔ)元器件,用于實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳遞和控制,在電子、機(jī)械、汽車、航空等行業(yè)中應(yīng)用廣泛,發(fā)揮著重要作用。而LED燈具行業(yè)中雖沒(méi)有像汽車行業(yè)一樣普遍應(yīng)用接線端子,但它也是不可或缺的一個(gè)部件。如果接線端子選型得當(dāng),那么在燈具產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程中能帶來(lái)很大便利。目前業(yè)內(nèi)一些低端的燈具產(chǎn)品中,使用接線端子比較少,基本上直接焊接電線連接電路,這種做法往往存在焊接不牢、線脫落等安全隱患,同時(shí)也容易造成電連接信號(hào)質(zhì)量不穩(wěn)定、可靠性低等問(wèn)題。在高端燈具產(chǎn)品中,雖說(shuō)利用了接線端子,但選用的質(zhì)量不好,也存在很多問(wèn)題。

雖然應(yīng)用在燈具中的電連接器相比汽車行業(yè)的簡(jiǎn)單,但在實(shí)際產(chǎn)品研發(fā)和大規(guī)模生產(chǎn)中,經(jīng)常出現(xiàn)電連接器的質(zhì)量問(wèn)題,是困擾制造企業(yè)的一大難題。下面就實(shí)際燈具制造過(guò)程中所用到的較有代表性的接線端子進(jìn)行優(yōu)劣分析,以供參考。

1常用接線端子優(yōu)劣分析

1.1免螺絲壓扣式接線端子

免螺絲壓扣式接線端子,其工作原理是按壓住彈片開(kāi)關(guān)(插銷),使內(nèi)部彈片開(kāi)口,如圖1開(kāi)口區(qū)域,端子及電線線芯能直接插入,松開(kāi)插銷,彈片反彈回去,定住電線線芯,從而電線和彈片(針)接觸導(dǎo)電,如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可以實(shí)現(xiàn)快速接線。缺點(diǎn)是幾次插拔電線后,插銷容易失效,因?yàn)檫@件材質(zhì)一般是塑料,強(qiáng)度比較低,直接頂壓彈片多次,容易失效,導(dǎo)致按壓不動(dòng)彈片。而在制造工廠流水線組裝插線時(shí),往往電源線沒(méi)插入到位,不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),彈片沒(méi)有卡住電源線,導(dǎo)致在客戶現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)接觸不良。究其原因是,插銷沒(méi)按到底,導(dǎo)致彈片開(kāi)口不夠大,電源線不能順利進(jìn)入到彈片里邊,就不能被彈片卡住。

1.2螺絲鎖附型接線端子

1.2.1螺絲鎖附型升降式接線端子

螺絲鎖附型升降式接線端子,如圖2所示,內(nèi)部結(jié)構(gòu)是彈片(插針)固定在塑膠外殼內(nèi)腔中,彈片上邊和框線框下邊形成容置腔,放置電源線芯,螺絲可使框線框上下升降,通過(guò)縮小容置腔,夾緊電源線芯,接觸導(dǎo)通。在實(shí)際生產(chǎn)中,一般不會(huì)確認(rèn)框線框是否在正確位置,所以有些框線框位置偏離正確位置,如圖2所示,導(dǎo)致電源線可能插入到框線框下邊緣外圍,沒(méi)插入到容置腔里,螺絲鎖到頂,卻無(wú)法夾緊電源線,導(dǎo)致接觸不良、松脫等。此外,電源線徑和框線框內(nèi)徑不匹配,即電源線徑偏小,導(dǎo)致螺絲鎖緊時(shí),電源線徑偏一側(cè),沒(méi)被螺絲底部壓到,所以壓不緊線,導(dǎo)致接觸不良、松脫等問(wèn)題。

1.2.2螺絲鎖附型彈片式接線端子

螺絲鎖附型彈片式接線端子,如圖3所示,內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般是彈片上邊卡緊在塑膠殼內(nèi)腔和框線框之間,定住,螺絲持續(xù)旋轉(zhuǎn)升降中,彈片下邊被螺絲底部持續(xù)作用,彈片下邊變形傾斜、張大角度,這樣和框線框下邊緣的空間逐漸被縮小,夾緊電源線,接觸導(dǎo)通。與螺絲鎖附型升降式接線端子的差別主要是彈片下邊緣變形接觸電源線,而框線框和插針一體,是固定不動(dòng)的。與升降式接線端子相比,其優(yōu)勢(shì)是降低了電源線插入到框線框外圍的可能性。雖說(shuō)可避免免螺絲壓扣式接線端子的弊端(塑料插銷容易失效),采用金屬螺絲頂壓,但在實(shí)際生產(chǎn)中效果不盡人意,主要是彈片尺寸和螺絲升降高度不匹配,螺絲擰到極限,發(fā)現(xiàn)還沒(méi)夾緊電源線,再者選擇的材料彈性不夠或者偏軟,夾不緊電源線,容易被拉扯、脫落,這和廠家逐利以及競(jìng)爭(zhēng)壓力有關(guān)。彈片材料一般建議采用不銹鋼或彈簧鋼為主,彈性和剛度較有保證。

1.3籠式彈簧連接式接線端子

籠式彈簧連接式接線端子,顧名思義,內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀類似一個(gè)籠子,利用彈簧夾持原理,使電線被兩彈片夾緊,從而接觸導(dǎo)通。如圖4所示,內(nèi)部彈片2和針腳PIN1和PIN2是沖壓成型的一體彈片,它露出的PIN焊接到PCB上,同時(shí)內(nèi)部?jī)啥丝ㄔ诨?使之固定。當(dāng)端子內(nèi)部沒(méi)有電線插入時(shí),端子狀態(tài)如右視圖所示,彈片1開(kāi)口在彈片2的背面(上方),即進(jìn)線孔底部是被彈片1(此部分沒(méi)有孔)堵住的。當(dāng)電線通過(guò)進(jìn)線孔插入端子內(nèi)部前,需先將把手逆時(shí)針扳到極限(約90。,依右視圖方向)時(shí),彈片1在把手另一端的擠壓下,繞圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)變形,使得彈片1開(kāi)口往基座底邊方向移動(dòng),最終狀態(tài)如左視圖所示,把手定住彈片1,這時(shí)電線可穿過(guò)彈片1開(kāi)口,把手往回扳,彈片1回彈復(fù)位,直至如右視圖所示,即電線被彈片1開(kāi)口處邊緣和彈片2夾緊,從而接觸導(dǎo)通。圖5是將基座隱含之后的三維視圖,可以更直觀地理解此端子的工作原理。

因?yàn)閺椘?或彈片2的寬度全覆蓋進(jìn)線孔口,所以即使線芯被頂偏,只要被卡住,就不會(huì)出現(xiàn)接觸不良的問(wèn)題。因?yàn)閺椘_(kāi)口傾斜方向和進(jìn)線方向相同,所以反向拉扯線芯,只會(huì)越拉越緊,線芯自然不脫落。

2可靠性測(cè)試驗(yàn)證

以下是某一品牌的籠式彈簧連接式接線端子試驗(yàn)數(shù)據(jù)。彈片材料選擇高合金鎳鉻彈簧鋼。

按照IEC/EN60068-2-6標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的振動(dòng)試驗(yàn),使用最高2000Hz的頻率、最大20g的不同大小加速度以及最大振幅20mm的不同大小振幅,均能通過(guò)。

按照IEC/EN60068-2-27或IEC/EN61373標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn),籠式彈簧可以承受X、y、Z方向達(dá)加速度100g的沖擊,而不會(huì)有任何損害。

按照IEC/EN60947-7-1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的瞬時(shí)電流承載能力,即在1s內(nèi)每平方毫米截面積通過(guò)120A電流,而該品牌其中一款數(shù)據(jù)是22200A,可以說(shuō)是非常出色的。

氣密測(cè)試,包括耐候性、鹽霧試驗(yàn)等,都符合IEC/EN標(biāo)準(zhǔn)要求。

電磁兼容性試驗(yàn),也都符合安規(guī)要求,可承受高達(dá)3kV的電子脈沖。

從這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出,該結(jié)構(gòu)端子在抗振動(dòng)、抗沖擊方面都比一般的端子有優(yōu)勢(shì),而且能承載較高的電流。

3結(jié)語(yǔ)

目前市面上的接線端子結(jié)構(gòu)形式還有很多,彈片類型居多,非彈片的也有,在此不一一列舉?？偟膩?lái)說(shuō),接線端子的選型除了電氣性能需要滿足產(chǎn)品要求外,還需要著重從以下幾點(diǎn)分析:

首先,分析該接線端子的結(jié)構(gòu)形式是否可靠。目前優(yōu)選籠式彈簧連接結(jié)構(gòu),如后續(xù)業(yè)內(nèi)有新技術(shù)出現(xiàn),再來(lái)分析。

其次,確認(rèn)彈片的材料是否可靠。彈片材料的好壞是影響接線端子品質(zhì)可靠與否的關(guān)鍵。

最后,衡量生產(chǎn)廠家的知名度、產(chǎn)品口碑等,從側(cè)面把握產(chǎn)品的品質(zhì)。