1. 什么是连接器?
连接器是我们电子工程技术人员经常接触的一种部件。它的作用非常单纯:在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间,架起沟通的桥梁,从而使电流流通,使电路实现预定的功能。连接器是电子设备中不可缺少的部件,顺着电流流通的通路观察,你总会发现有一个或多个连接器。连接器形式和结构是千变万化的,随着应用对象、频率、功率、应用环境等不同,有各种不同形式的连接器。例如,球场上点灯用的连接器和硬盘驱动器的连接器,以及点燃火箭的连接器是大不相同的。但是无论什么样的连接器,都要保证电流顺畅连续和可靠地流通。就泛指而言,连接器所接通的不仅仅限于电流,在光电子技术迅猛发展的今天,光纤系统中,传递信号的载体是光,玻璃和塑料代替了普通电路中的导线,但是光信号通路中也使用连接器,它们的作用与电路连接器相同。由于我们只关心电路连接器,所以,本课程将紧密结合Molex公司的产品,集中介绍电路连接器及其应用。
2. 为什么要使用连接器?
设想一下如果没有连接器会是怎样?这时电路之间要用连续的导体永久性地连接在 一起,例如电子装置要连接在电源上,必须把连接导线两端,与电子装置及电源通过某种方法(例如焊接)固定接牢。这样一来,无论对于生产还是使用,都带来了诸多不便。以汽车电池为例。假定电池电缆被固定焊牢在电池上,汽车生产厂为安装电池就增加了工作量,增加了生产时间和成本。电池损坏需要更换时,还要将汽车送到维修站,脱焊拆除旧的,再焊上新的,为此要付较多的人工费。有了连接器就可以免除许多麻烦,从商店买个新电池,断开连接器,拆除旧电池,装上新电池,重新接通连接器就可以了。这个简单的例子说明了连接器的好处。它使设计和生产过程更方便、更灵活,降低了生产和维护成本。连接器的好处改善生产过程 连接器简化电子产品的装配过程。也简化了批量生产过程;易于维修 如果某电子元部件失效,装有连接器时可以快速更换失效元部件;便于升级随着技术进步,装有连接器时可以更新元部件,用新的、更完善的元部件代替旧的提高设计的灵活性 使用连接器使工程师们在设计和集成新产品时,以及用元部件组成系统时,有更大的灵活性。
3. 连接器的分类
多年来连接器的分类混乱,各个厂家自有其分类方法和标准。1989年在美国国家电子配销商协会(NEDA, 即National Electronic Distributors Association缩写,它是一个工业教育组织 )的支持下,生产连接器的几大厂家会聚在一起,制订了一部连接器分类标准和术语。Molex公司曾参加了制订过程。NEDA标准 NEDA主持制订的这个标准,称为连接器部件分类等级(Levels of Packaging)。现摘要叙述于下表: 等级描 述0 IC 芯片或芯片到封装的连接器请注意第1个等级是 "0" 级,不是 "1" 级。此级实际上并不涉及连接。 0 级就是集成电路芯片。Molex公司不生产IC 芯片。但是生产把芯片连接到电路板的插座。1. IC 组件或组件到(电路)板的连接器当IC芯片安装在电路板的插座中时,就是1级连接。 2. (印制)电路板(PCB)到(印制)电路板的连接器 2级连接器用于印制电路板之间的连接。 3. 导线到电路板或分组合到分组合的连接器 3级连接器连接印制电路板和分组合、或是连接两个分组合。分组合是电子产品的组成部分。依Molex公司的习惯, 3级也包括某些导 线到导线连接器。 4. 机箱到机箱或输入/输出连接器4级连接器提供功率或信号连接。一般的经验是:当连接涉及到音频或视频信号时,或是连接网络和计算机时,要使用4级连接器。关于上述连接器等级,需要注意如下几点: ■ 某些连接器可以不止用于一个等级,例如3级连接器QF50及MX50都可以用于2级或4级。又如标称为4级的Molex输入/输出用插头、插座,也可以用于导线到电路板或板到板连接。 ■ 实际工作中很少按照上述级别谈及连接器,而是按照连接器的外观形式和连接方式来讨论它,如板到板和线到线等。级别是用于学习和分类连接器的。
二 、连接器的组成和作用
1. 导体与连接器
为了解电子互连部件的工作原理,需要知道一些有关导体的常识。当我们提到导体沟通了电路中的断接处时,实际上是指连接器把两个开路端连接在一起。电路是指整个电系统,而导体是电流流通的实际通路。有时你常常看不到实际的导体,因为它被绝缘材料或介电材料包覆着。有了介电材料导体就可以平行排放,而且不会相互干扰。下面的表介绍常用导体。 连接器中使用的导体分立导线单根导线或电缆 广泛用于多种电子设备;双绞线由两根小号绝缘导线绕绞在一起,覆以外皮而组成的电缆。两个导线通常良好绝缘。普通电话电缆和家用导线都是双绞线。也应用于计算机网络电信;同轴电缆它由直径较小的铜导线(内导体)同轴地安放在直径较大的外导体之内,两者之间由介电体隔离和支撑。它们的最外面在包覆以绝缘材料。应用于视频;带状电缆名称源自于其外观酷似丝带。又称为平面电缆。它是一组平行导体整体覆以绝缘材料组成的。导体有两种形式,一种是圆形截面的导体,另一种是扁平柔性电缆(请看下面介绍)。 应用于计算机和外设印制电路板(PCB)PCB是在敷铜聚合板上,通过蚀刻加工,印制上电路。 计算机和外设;扁平柔性电缆/扁平平面电路 (FFC/FPC) 它与带状电缆类似,但导体是扁平的,不是圆形的。导体横截面为矩形且极薄。 办公室设备,保安系统,通信,自动售货机; 纤维光缆光纤导体有许多种类和模式,但最常见的是玻璃、塑料包覆的硅石英或塑料,光通过它们传导或传输。高速数据传输,如计算机网络和通信系统。
2. 连接器的组成部分及术语
介绍连接器的基本组成及有关术语。它们是: ■ 座体(housing) ■ 底座(header) ■ 接触部份(contacts)- 端子和插针 ■ 连接器用的金属 ■ 阳和阴 ■ 镀层 ■ 键和定位 ■ 电路标识 ■ 线规(线号) ■ 座体(housing)连接器座体具有如下作用: ■ 支撑接触部份(插针、**等),使之牢固正确就位 ■ 防尘、防污和防潮,保护接触部份和导体 ■ 使电路彼此绝缘上图画出的连接器是直插式(in-line)连接器。直插式连接器的特点是导线从连接器的一半部份接入,从另一半接出。连接器的这两部份分别称为插头(阳头)和插座(阴座)。底座(header) 安装在印制电路板上的连接器,其所用的座体称为底座(header),又称基座(base)或片座(wafer)。Molex公司采用座体这个名称。底座和座体的主要差别在于底座总是与电路引脚安装在一起,而座体只是空壳。底座有两种形式:有罩的和无罩的。护罩是指连接器的插针和插座,在交合部份周围用座体或护裙作成的保护罩。底座还有摩擦锁紧型(friction lock style)的,它是部份有罩的底座,但是具有锁紧装置,它使底座与座体的结合更可靠。更多具体详情可查询昆山千金电子有限公司官网。
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