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如何選擇 DC 電源連接器:基礎(chǔ)知識

2024/10/22 8:46:57??????點擊:
         本文旨在通過概述DC電源連接器的類型、關(guān)鍵規(guī)格和常用命名規(guī)范,以及探討音頻和USB連接器在電源應(yīng)用中的情況,來簡化DC電源連接器選擇過程。

      在工程師的最終設(shè)計中,DC電源連接器的選擇往往被忽視。盡管它是一種相對簡單直接的組件,但選擇正確的DC電源連接器仍需具備基本知識。

      DC電源連接器的作用

      DC電源連接器,又稱筒式連接器,制造商會為其指定電流和電壓額定值,以確保在電力傳輸應(yīng)用中的可靠性。標準的DC電源連接器的插頭和插座通常具有兩個導(dǎo)體。一個導(dǎo)體暴露在外,另一個導(dǎo)體內(nèi)嵌,有助于防止兩個導(dǎo)體之間發(fā)生意外短路。由于筒式連接器幾乎總是用于向終端應(yīng)用供電,因此幾乎不存在將DC電源連接器插入錯誤端口的風(fēng)險,從而損壞其他組件。

      常用DC電源連接器命名規(guī)范

      在電子行業(yè)中,DC電源連接器有三種常用的配置:插座、插頭和接口。DC電源插座負責(zé)接收電源,通常安裝在電子設(shè)備的PCB板或機殼上。DC電源接口也用于接收電源,但通常位于電源線的末端。最后,DC電源插頭通過連接到合適的DC電源插座或接口來提供來自電源的電力。下圖1展示了這些常見配置。


      DC電源連接器的公母定義

      雖然行業(yè)內(nèi)對插座、插頭和接口的定義已經(jīng)相當標準化,但DC電源連接器的公母定義卻相對不那么統(tǒng)一。許多工程師只是簡單地遵循射頻連接器行業(yè)的公母約定,該約定根據(jù)中心引腳配置來定義筒式連接器的公母。因此,帶有中心引腳的DC電源連接器通常被定義為公連接器,而與之匹配的連接器則被定義為母連接器。然而,在區(qū)分公母插座和插頭時,這條定義線有時會讓人感到困惑,但圖2提供了一些示例以幫助澄清。



      筒式連接器尺寸

      在選擇合適的筒式連接器時,幾個關(guān)鍵規(guī)格包括內(nèi)引腳和外套筒的直徑。下表列出了這些規(guī)格中最常見的直徑。



      盡管尚未對常見的間隙進行標準化,但與內(nèi)引腳接口的內(nèi)套筒直徑應(yīng)略大于配合引腳的直徑。至于外套筒和配合連接器,間隙對連接器的正常功能并不關(guān)鍵,因為外套筒的配合連接是懸臂式扁平彈簧。

      除了內(nèi)引腳和外套筒的直徑外,插入深度也是DC電源連接器的另一個重要規(guī)格。設(shè)計師通常會發(fā)現(xiàn)插座的插入深度小于插頭的筒體長度。這是因為在某些安裝中,必須考慮到機箱壁的深度。

      如果不考慮這個額外的深度,筒體長度可能太短,無法在安裝中與插座正確配合。在其他情況下,如果插頭筒體在插入插座時不需要完全封閉,那么筒體長度長于插入深度比值是可接受的。

      DC電源連接器導(dǎo)體

      標準的DC電源插座或插頭有兩個導(dǎo)體,中心引腳通常用于電源,外套筒通常用于接地。然而,反轉(zhuǎn)這種導(dǎo)體配置也是可以接受的。在某些電源插座型號中,還提供第三個導(dǎo)體,它與外套筒導(dǎo)體形成開關(guān)。這個開關(guān)可用于檢測或指示插頭插入,或根據(jù)插頭是否插入來選擇電源。



      安裝方式

      與許多組件一樣,將DC電源插座安裝到最終應(yīng)用中有幾種選項。

      面板安裝DC電源插座提供了在產(chǎn)品機箱上任何位置安裝的便利,但需要電線連接到電子電路。至于PCB安裝的DC電源插座,表面貼裝(SMT)和水平或垂直方向的通孔安裝最為常見。

      許多具有SMT信號連接的DC電源插座還將提供通孔引腳或標簽,以進一步將插座固定在PCB上。這些標簽可能導(dǎo)電或不導(dǎo)電,但都會通過通孔焊接到PCB上。

      其他形式的穩(wěn)定引腳是非導(dǎo)電的,并且會干涉配合到PCB中的孔中。中間安裝SMT DC電源插座是另一種選擇,插座放置在PCB上開出的開口中,為空間受限的應(yīng)用提供了一個更低矮的選項。

      用于供電的音頻連接器

      即使能夠傳輸電流和電壓,也不建議使用標準音頻連接器為電子應(yīng)用供電。這是因為并非所有制造商都會為音頻連接器指定必要的電壓和電流能力。其次,如果音頻插頭連接到電源,其裸露的導(dǎo)體很容易在兩個或多個導(dǎo)體之間造成意外短路。最后,如果音頻插頭提供電源,它很容易插入到其他不打算接收電源的音頻插座中,從而可能損壞內(nèi)部組件。

      用于供電的USB連接器

      與音頻連接器不同,USB連接器因其供電和數(shù)據(jù)傳輸能力而廣為人知。然而,在USB Type-C標準出現(xiàn)之前,它們的最大功率額定值更為有限。

      USB Type-C連接器具有四個電源和四個接地觸點,電流額定值高達5A,最大電壓額定值為20V,功率額定值高達100W。這種供電能力使其成為僅供電應(yīng)用的理想解決方案,因為USB Type-C得到了廣泛應(yīng)用,并且設(shè)計集成得到了簡化。然而,在充電或供電是唯一功能的應(yīng)用中,高速數(shù)據(jù)傳輸引腳可能會增加不必要的成本。因此,沒有數(shù)據(jù)傳輸引腳的僅供電USB Type-C連接器已成為僅供電設(shè)計的更具成本效益的選擇。

      選擇DC電源連接器

      在掌握了正確的信息后,選擇DC電源連接器應(yīng)該不會造成太大困擾。請注意內(nèi)引腳和外套筒的直徑以及插入深度,以確保插座和插頭之間的正確配合連接。CUI Devices提供一系列DC電源插座、插頭和接口,具有多種安裝方式和其他配置,而每個產(chǎn)品頁面上的配套指南則進一步簡化了尋找兼容插座和插頭的過程。