連接器的基本知識(shí)

1. 連接器的作用

連接器又稱接插件，主要是在電子產(chǎn)品、電力設(shè)備中提供方便的電氣插拔式連接，廣泛地應(yīng)用于電子設(shè)備當(dāng)中，使得電子產(chǎn)品的生產(chǎn)、維修效率得以極大提高。由于大量采用插拔式連接，其連接的可靠性、接觸點(diǎn)電阻的大小對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量來說就越來越重要，因此必須對(duì)所采用的連接器的性能進(jìn)行全面的了解，以便合理正確地使用連接器。

2 .常見的連接器實(shí)物圖及特點(diǎn)應(yīng)用如表1所示

表1 常見的連接器實(shí)物外形及特點(diǎn)應(yīng)用

3. 連接器的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品分類

(1) 連接器的基本結(jié)構(gòu)

①接觸件。它是連接器完成電連接功能的核心零件，一般由陽極接觸件和陰極接觸件組成接觸對(duì)，通過陰、陽接觸件的插合完成電連接。

陽極接觸件為剛性零件，其形狀為圓柱形(圓插針)、方柱形(方插針)或扁平形(插片)。陽極接觸件一般由黃銅、磷青銅制成。

陰極接觸件即插孔，它是接觸對(duì)的關(guān)鍵零件，依靠彈性結(jié)構(gòu)在于插針插合時(shí)發(fā)生彈性變形而產(chǎn)生彈性力與陽性接觸件形成緊密接觸，完成連接。插孔的結(jié)構(gòu)種類很多，有圓筒型(劈槽、縮口)、音叉型、懸臂梁型(縱向開槽)、折疊型(縱向開槽，“9”形)、盒形(方插孔)以及雙面面線簧插孔等。

②絕緣體。絕緣體也常稱為基座或安裝板，它的作用是使接觸件按所需要的位置和間距排列，并保證接觸件之間和接觸件與外殼之間的絕緣性能。良好的絕緣電阻、耐電壓性能以及易加工性是選擇絕緣材料加工成絕緣體的基本要求。

③殼體。殼體也稱外殼(視品種而定)，是連接器的外罩，它為內(nèi)裝的絕緣安裝板和插針提供機(jī)械保護(hù)，并提供插頭和插座插合時(shí)的對(duì)準(zhǔn)，進(jìn)而將連接器固定到設(shè)備上。

④附件。附件分結(jié)構(gòu)附件和安裝附件。結(jié)構(gòu)附件如卡圈、定位鍵、定位銷、導(dǎo)向銷、連接環(huán)、電纜夾、密封圈及密封墊等。安裝附件如螺釘、螺母、螺桿及彈簧圈等。附件大都有標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。

(2) 連接器產(chǎn)品分類

從技術(shù)上看，連接器產(chǎn)品類別只有兩種基本的劃分辦法：按外形結(jié)構(gòu)可分為圓形和矩形(橫截面);按工作頻率分低頻和高頻(以3MHz為界)。

按照上述劃分，同軸連接器屬于圓形，印制電路連接器屬于矩形(從歷史上看，印制電路連接器確實(shí)是從矩形連接器中分離出來自成一類的)，而目前流行的矩形連接器其截面為梯形，近似于矩形。以3MHz為界劃分低頻和高頻，與無線電波的頻率劃分也基本一樣。

4.連接器的基本性能

連接器的基本性能可分為三大類：即機(jī)械性能、電氣性能和環(huán)境性能。

(1) 機(jī)械性能

就連接功能而言，插拔力是重要的機(jī)械性能。插拔力分為插入力和拔出力(拔出力亦稱分離力)，兩者的要求是不同的。

另一個(gè)重要的機(jī)械性能是連接器的機(jī)械壽命。機(jī)械壽命實(shí)際上是一種耐久性指標(biāo)，在國標(biāo)GB5095中把它叫做機(jī)械操作。它是以一次插入和一次拔出為一個(gè)循環(huán)，以在規(guī)定的插拔循環(huán)后連接器能否正常完成其連接功能(如接觸電阻值)作為評(píng)判依據(jù)。

連接器的插拔力和機(jī)械壽命與接觸件結(jié)構(gòu)(正壓力大小)、接觸部位鍍層質(zhì)量(滑動(dòng)摩擦因數(shù))以及接觸件排列尺寸精度(對(duì)準(zhǔn)度)有關(guān)。

(2) 電氣性能

連接器的主要電氣性能包括接觸電阻、絕緣電阻和抗電強(qiáng)度。

①接觸電阻。高質(zhì)量的電連接器應(yīng)當(dāng)具有低而穩(wěn)定的接觸電阻。連接器的接觸電阻從幾毫歐到數(shù)十毫歐不等。

②絕緣電阻。衡量電連接器接插件之間和接觸件與外殼之間絕緣性能的指標(biāo)，其數(shù)量級(jí)為數(shù)百兆歐至數(shù)千兆歐不等。

③抗電強(qiáng)度?？闺姀?qiáng)度也稱耐電壓、介質(zhì)耐壓，是表征連接器接觸件之間或接觸件與外殼之間耐受額定試驗(yàn)電壓的能力。

④其他電氣性能。電磁干擾泄露衰減是評(píng)價(jià)連接器的電磁干擾屏蔽效果，電磁干擾泄露衰減是評(píng)價(jià)連接器的電磁干擾屏蔽效果，一般在100MHz“10GHz頻率范圍內(nèi)測(cè)試。

對(duì)射頻同軸連接器而言，還有特性阻抗、插入損耗、反射系數(shù)和電壓駐波比等電氣指標(biāo)。由于數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，為了連接和傳輸高速數(shù)字脈沖信號(hào)，出現(xiàn)了一類新型的連接器即高速信號(hào)連接器，相應(yīng)地，在電氣性能方面，除特性阻抗外，還出現(xiàn)了一些新的電氣指標(biāo)，如串?dāng)_、傳輸延遲和時(shí)滯等。

(3) 環(huán)境性能

常見的環(huán)境性能包括耐溫、耐濕、耐鹽霧、耐振動(dòng)和耐沖擊等。

①耐溫。目前連接器的最高工作溫度為200oC(少數(shù)高溫特種連接器除外)，最低溫度為-65oC。由于連接器工作時(shí)，電流在接觸點(diǎn)處產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致溫升，因此一般認(rèn)為工作溫度應(yīng)等于環(huán)境溫度與接點(diǎn)溫度之和。在某些規(guī)范中，明確規(guī)定了連接器在額定工作電流下容許的最高溫升。

②耐濕。潮氣的侵入會(huì)影響連接器絕緣性能，并銹蝕金屬零件。恒定濕熱試驗(yàn)條件為相對(duì)濕度在90%”95%(依據(jù)產(chǎn)品規(guī)范，可達(dá)98%)、溫度為+40±20oC，試驗(yàn)時(shí)間按產(chǎn)品規(guī)定最少為96h。交變濕熱試驗(yàn)則更嚴(yán)苛。

③耐鹽霧。連接器在含有潮氣和鹽分的環(huán)境中工作時(shí)，其金屬結(jié)構(gòu)件、接觸件表面處理層有可能產(chǎn)生電化腐蝕，影響連接器的物理和電氣性能。為了評(píng)價(jià)電連接器耐受這種環(huán)境的能力，規(guī)定了鹽霧試驗(yàn)。它是將連接器懸掛在溫度受控的試驗(yàn)箱內(nèi)，用規(guī)定濃度的氯化鈉溶液用壓縮空氣噴出，形成鹽霧大氣，其暴露時(shí)間由產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定，至少為48h。

④耐振動(dòng)和沖擊。耐振動(dòng)和沖擊是電連接器的重要性能，在特殊的應(yīng)用環(huán)境中如航空和航天、鐵路和公路運(yùn)輸中尤為重要，它是檢驗(yàn)電連接器機(jī)械結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和電接觸可靠性的重要指標(biāo)。在有關(guān)的試驗(yàn)方法中都有明確的規(guī)定。沖擊試驗(yàn)中應(yīng)規(guī)定峰值加速度、持續(xù)時(shí)間和沖擊脈沖波形以及電氣連續(xù)性中斷的時(shí)間。

⑤其他環(huán)境性能。根據(jù)使用要求，電連接器的其他環(huán)境性能還有密封性(空氣泄漏、液體壓力)、液體浸漬(對(duì)特定液體的耐惡習(xí)化能力)和低氣壓等。