Los conectores son importantes dispositivos de conexión mecánica y eléctrica entre varias partes de un sistema o entre el sistema y el mundo externo.La elección del tipo de conector depende de múltiples factores, incluidos los requisitos eléctricos y mecánicos, las normas de la industria, la facilidad de uso y la fabricación, el número y el tipo de contactos, las situaciones de apareamiento y de no apareamiento, los objetivos de fiabilidad,y requisitos reglamentariosSin embargo, el clásico cuerpo de conector D-Sub (tipo D ultrapequeño) se ha utilizado durante décadas y sigue siendo el conector preferido para muchas aplicaciones.
Aunque el estilo del cuerpo y la disposición de contacto de los conectores han atraído mucha atención,los contactos mismos tienen un impacto significativo en el rendimiento eléctrico y mecánico de los conectoresA medida que los diseños se vuelven cada vez más complejos y los requisitos de aplicación se vuelven más altos,Los diseñadores deben comprender las últimas innovaciones en tecnología de contacto para cumplir con las normas y requisitos correspondientes, especialmente en términos de robustez, fuerza de inserción y fuerza de retención, resistencia al contacto y tolerancia a la temperatura.
Este artículo ofrece una breve descripción general de la tendencia de desarrollo de los conectores, centrándose en las razones para el uso continuo de los conectores D-sub.se introdujeron los lentes de contacto avanzados de Amphenol Positronic, y cómo utilizarlos para mejorar el rendimiento del conector.
USB, la importancia de los conectores Ethernet y D-sub
Aunque el uso de las interfaces RS-232 tradicionales ha disminuido y están surgiendo varias versiones de conectores USB y Ethernet,El clásico conector D-sub de 9 pines (comúnmente conocido como DB-9) y otros conectores de la serie más amplia de conectores D-sub todavía desempeñan un papel crucial en la comunicación del sistema electrónicoAunque USB y Ethernet pueden satisfacer muchos requisitos de interconexión, el uso continuo de USB y Ethernet puede ser muy complicado.estos dos tipos de conectores ampliamente utilizados son interfaces en serie en lugar de interfaces de múltiples cablesPueden transmitir datos y potencia simultáneamente, pero tienen estrictas limitaciones en los tipos de señal, los valores máximos de voltaje y corriente y la potencia nominal.
En términos de diseño, USB y Ethernet no pueden manejar eficazmente múltiples señales no relacionadas o diferentes formatos como interfaces con múltiples rutas de contacto paralelas.Otra consideración importante es que el diseño de las conexiones USB y Ethernet estándar no cumple con el nivel requerido de integridad y robustez mecánica y eléctrica en muchos casos..
Este tipo de diseño exterior apareció ya en la década de 1950 y tiene muchas ventajas.Tiene la función de proteger completamente la interferencia electromagnética (EMI) y la interferencia de radiofrecuencia (RFI), proporcionando una carcasa sellada o casi sellada, con una estructura mecánica robusta, y sus dos partes de acoplamiento pueden ser bloqueadas entre sí a través de un pequeño cable superior.El cuerpo o la carcasa del conector D-sub tienen al menos seis tamaños estándar.Además de proporcionar carcasas de conectores con el mismo tipo de contacto en todas las posiciones de los pines,el D-sub "Combo-D" también admite mezclar contactos independientes de señal y alimentación dentro de una sola carcasa de conector (Figura 1, arriba).
Imagen de estilo de conector combo-D ultra pequeño (clic para agrandar)
Figura 1: El conector ultrapequeño Combo-D admite múltiples combinaciones de señales y vías de alimentación (como se muestra en la figura);El conector D-sub adopta dimensiones de carcasa estándar y disposición de contacto (como se muestra en la figura siguiente). (Fuente de imagen: Amphenol Positronic)
Un solo D-sub puede soportar varios arreglos estándar de mezcla y coincidencia (Figura 1, abajo).alta tensión, termopares y opciones de contacto de fibra óptica.
Innovación en la tecnología de contacto
La ventaja de la carcasa D-sub es una trama importante en la historia del conector, y los contactos eléctricos y sus propiedades también son la clave para el ensamblaje exitoso del conector.Con los añosLa tecnología de contacto ha hecho muchas mejoras en materiales, diseño, propiedades eléctricas y mecánicas.
Esto incluye la tecnología de contacto PosiBand patentada por Amphenol Positronic (patente de EE.UU. no 7115002).que difiere del diseño tradicional y consigue un mayor rendimiento en muchos parámetros clave.
El elemento de presión externa PosiBand está diseñado para separar completamente las acciones mecánicas y eléctricas de la conexión (figura 2).El elemento de presión aplica una fuerza para presionar el alfiler masculino hacia la cavidad interna, formando una larga línea de contacto eléctrico directo, completando así la acción mecánica.permitiendo a los diseñadores optimizar la resistencia de la interfaz de la conexiónLa estructura circular robusta e intacta en la entrada puede mejorar la robustez mecánica de los contactos.
Amphenol Positronic PosiBand adopta imágenes de diseño patentadas (clic para agrandar)
Figura 2: PosiBand adopta un diseño patentado que separa las acciones mecánicas y eléctricas de la conexión.
El clip de resorte dentro de PosiBand (Figura 3, izquierda) es un componente pequeño pero crítico en el conjunto y un factor clave que afecta su rendimiento.Esta hoja de aleación de cobre de berilio resistente puede generar una fuerza normal en el contacto masculino, logrando así una unión de contacto firme y fiable (Figura 3, derecha).
Amfenol Positronic PosiBand clip de resorte (izquierda) proporciona imagen de fuerza normal en el área de contacto (derecha)
Figura 3: El clip de resorte PosiBand (izquierda) proporciona una fuerza normal en el área de contacto (derecha) para maximizar el área de contacto de la superficie de apareamiento eléctrica. (Fuente de imagen: Amphenol Positronic)
Los contactos de base de PosiBand están hechos de latón y tienen un excelente rendimiento en el acoplamiento de cables a los contactos.que no sólo aumenta los costes, sino que también puede causar problemas a largo plazo si no se maneja correctamente durante el proceso de fabricación.
En comparación con los diseños tradicionales de contactos, el sistema PosiBand también aumenta el área de contacto entre los contactos masculinos y femeninos, logrando así una integridad eléctrica más confiable.En el nivel microEl aumento del área de contacto reduce la posibilidad de discontinuidad durante la vibración.
Contrariamente a la intuición, el sistema PosiBand proporciona un área de contacto más grande sin aumentar la fuerza de inserción; Por el contrario, el diseño PosiBand proporciona una fuerza de inserción más consistente,reducción de la fuerza media de inserción.
Los productos positrónicos han sido incluidos en la Lista de Productos Calificados (QPL) de la Agencia de Logística del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DLA),lo que significa que han cumplido los requisitos, incluida la correspondiente identificación del producto.PosiBand cumple con las especificaciones SAE AS3902 y MIL-DTL-24308,y cumple también los requisitos de ensayo de separación por contacto de 40 g más altos de las normas GSFC S-311-P4/08 y GSFC S-311-P4/10.
Tamaño de contacto y resistencia
Los contactos PosiBand utilizan tamaños estándar 20 y 22. El primero es aplicable a los cables American Wire Gauge (AWG) 20, 22 y 24, mientras que el segundo es aplicable a los cables AWG 22, 24, 26, 28 y 30.
La resistencia máxima del contacto 22 es de 0,005 ohmios (Ω), mientras que la resistencia correspondiente del contacto 20 es de 0,004 ohmios.que resulta en un bajo autocalentamiento, que ofrece a los diseñadores la oportunidad de utilizar los contactos 22 y 20 para la alimentación eléctrica.
Algunos ingenieros no entienden las características térmicas de los contactos, o sólo consideran este factor en las últimas etapas del diseño y la selección de los conectores.El calor sigue siendo un factor clave para evaluar el rendimiento del conector y del sistemaEl aumento de temperatura y la relación de corriente de los contactos PosiBand 20 (Figura 4, superior) y 22 (Figura 4, inferior) son completamente consistentes bajo diferentes configuraciones de contacto.