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电力系统如何兼顾灵活连接与电气性能

发布日期:2022-03-18 浏览次数:191 作者:网络
电力和数据电路电气装置,此前大多使用传统硬线式电气连接。传统的硬线式电气连接已经不能满足固定装置易于安装的要求,更不论需要在各种不同终端应用中能够灵活匹配各种布线技术。

提高电气装置的效率和可靠性是这一类连接的第一要务,这其中主要涉及到微型化以及柔性印刷电路板的连接,这是因为没有什么地方比设备内部更能够让微型化模块化发挥作用,当然完全可插拔的灵活性也是必需的。

 


(图源:TE)

电力系统灵活连接如何解决?


 

保证电气装置的效率和可靠性是第一要务,那么可重新配置的“即插即用”连接肯定是要比传统硬线式电气连接更能保证电气效率的。为了实现整个系统的灵活连接,完全可插拔、模块化配线的密封连接器及布线系统可以通过圆形小外形设计来缩短几乎任何电力装置的安装时间。选择7.5mm的连接器可以轻松装入8 mm的开口,相比之下,其他连接器需要的开口要大得多,这种连接器可以说最适合需要电力连接和耦合的应用,同时还能节省空间。

 


(图源:TE)

上图TE的NECTOR S连接器给了一种很灵活的连接办法,它能够扩大电源系统分割两个电力装置的电源,其分配器还具有切换电源的功能,电力装置可以使用分配器放置在该系列连接中。就拓展性而言,此类连接方式无疑是最高的。电力系统连接足够灵活后那么就要考虑电源分离与功率分配,3路和4路分配器和面板安装连接器能够让电源分离变得快速和容易。

灵活的连接实现后还能如何升级?


 

由于电力系统中每种硬件情况都具有唯一性,所以诸如微型化、自由度、数据速率等因素都变得越来越重要。每个外壳都需要适应不同的尺寸、形状和要求,还会不断要求设备内部的印刷电路板来弥补其他空间条件。每块板均须位于明确定义的位置,以便与外壳壁或其他电子组件进行连接。这些情况下连接的选择都会因设备和用途不同而有所不同。


1.信号与电源的交汇

实现信号和电源从一个印刷电路板到另一个印刷电路板的同时传输是其中一个能够将连接系统整体性能提升的办法。如果能将信号和电源触点组合在一个连接器中,那么连接器的传输性能肯定会有所提升。器件的载流能力则影响了相应电源利用多少触点来实现此功能,是否对空间要求尽可能的小。

过去为了进行电源传输,往往将多个信号触点组合在一起,这就不可避免地对空间要求很大,并且电源只能使用单独的连接器。将信号和电源触点组合,通过大载流传输,这种升级由于无需配备额外的电源连接器,还节省了时间。电力引脚均可作为THR或SMT触点提供,尽管SMT触点几乎不接触电路板背面,但THR触点具有更好的散热性能和更高的稳定性。如何选择就看场景需求了。

 



(图源:HARTING)

2.高数据速率仍然具有足够的吸引力


高数据速率是一个老生常谈的话题了,是大家最先关注也是最不会忽视的性能。如何在尺寸更小的板连接性范围内做到更高的数据速率,这是另一个升级方向。

随着高密度卡边缘连接器的推出,尺寸更小的板连接性范围内连接器开始做到更高的数据速率。以市面上领先的指标来看,间距0.8 mm的高密度卡边缘连接可在板与板之间实现高达25Gbit/s的传输速度。

这一类升级后的连接器往往采用一件式连接器设计,也就是配合触点直接集成在电路板布局中,不再需要其他连接器。为了提升连接器在高速率下的稳定性,往往需要在SMT和THR中采用额外压持来提高器件的机械强度(尤其是横向力抵抗)。

电源、数据、信号的交汇之下,传统的硬线式电气连接已经开始疲软。新型的电力系统连接如何兼顾灵活与电气性能,在信号电源交汇与速率升级之外还有很多值得思考的地方。
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