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設計電路時對連接(jiē)器的考慮

      原因很(hěn)簡單:產品都在變小。現在智能(néng)手機(jī)、平板(bǎn)電(diàn)腦、血糖檢測器等無數電子設備對尺寸的(de)要求越來越嚴格,內部越來越緊密,於是(shì)留給連接器的空間就(jiù)不多了。這種趨勢也(yě)出現在國防和航空航天領域,比(bǐ)如(rú)在衛星、製(zhì)導導彈和航空電子係統中,其中的緊湊性要求隻有“微(wēi)縮型”的連接器(qì)才能滿足。

  對更小型的連(lián)接器的需求在(zài)不斷上升,設計工程師也就麵(miàn)臨著一(yī)係列新的挑戰。他們再也不能將(jiāng)連接器的設計放(fàng)到項目的最後階段來(lái)完成。微型連接器需要深謀遠慮。它要求設計者預先考慮封裝、耐久性、電流負載能力和可更換性等各種(zhǒng)各樣的因素。
 
  設計者應當考慮更換的便易性,尤其是封閉式的外殼中。Molex VITA 67就是一種易(yì)於更換的微型連接(jiē)器(qì)。
  下麵(miàn)是來(lái)自於微連接器供應商的一些設計建議(yì)。這些建議不僅(jǐn)來自於連接器(qì)設(shè)計的(de)專家,而且也是設計師慘痛的(de)經驗總結,所以(yǐ)值得設計師的參考。
 
  1、在(zài)設計早期考慮連接器
  “工程師往往都太(tài)專注於設計整(zhěng)體係統,而把連接器放到設計的最後階段再考慮。”TE Connectivity產品開發(fā)工程部主管Mitch Storry說,“他們認為連接器很簡單,所以他們可以把相關的設計放到最後階段(duàn)。然後他們被(bèi)自己的設計卡住了。”
  Storry已經看到太(tài)多設計師在設計的最後階(jiē)段才匆匆設計連接器的故(gù)事了(le)。他(tā)告訴我們(men),在很多情況(kuàng)下,設計師最後不得不選(xuǎn)擇非標準的連接器完成設計,這不僅拉高了成本,還延遲了交貨時間(jiān)。
  為了避免這樣的問題出現,相(xiàng)關專家建議在設計的早期就應該考慮你將使用的(de)連接器,然後為它們預留設計空間,設(shè)計也圍繞其(qí)展開。
  “沒人原因聽你說‘首先,決定你需要的連接器’,”TE Connectivity產品(pǐn)開發工程師Stephen T. Morley說,“但如果他們真的(de)這樣做,實際上能節省他們很多時間,也少了(le)很多麻(má)煩。”
 
  2.了解清楚空間的限製
  盡管微型(xíng)的板到板連接器的厚度通常(cháng)小於1毫米,但(dàn)它們也(yě)通常應用在包裝緊密的應用中。為了解決(jué)潛在的(de)包裝上的問題,設計者需(xū)要考慮PCB板上的線路走線、以及連接到連接器上的附加線材。“因為間距(jù)變小,你(nǐ)必須讓走線和線材更窄。”
  另外,請記(jì)住一些連接器(如(rú):柔性電纜連接器)提供了向前和向後翻(fān)轉(zhuǎn)的選項(xiàng)。當進行係統(tǒng)設計時,你(nǐ)需要考慮這些翻轉方法。比如說向後翻轉的連接器如果正背麵有另一個組件,那麽(me)就可能很不容易訪(fǎng)問(wèn)。
  最後,設計師還需要注(zhù)意表麵貼裝設備有時(shí)無法處理更小的組件。找某些情況(kuàng)下,他們(men)需要新的(de)真空噴嘴來解決這些(xiē)問題。
 
  3.搞清楚電流負載能力
  隨著連接器尺(chǐ)寸的下降,連接器的電流負載能力也隨之下降。一般而言,微型連接器能(néng)處理200mA到500mA之間的電流,差不多(duō)是更大一點的板對板連接器額定電流的一半。為了補償較低的載流能力所帶來的問題,設計者可能需要增加端子的數(shù)量。
 
  4.考慮小/微型連接的穩定性
  “我需要建議這一(yī)點,不(bú)僅是(shì)在設計階段,而且在組裝過程中,都要保證他(tā)們不受損害。”TE Connectivity的Morley說。
  Morley是RF應用中的一位微連(lián)接器設計專家,回憶說在他設計的軍事、空間應(yīng)用中,有一半的(de)連(lián)接器都(dōu)在測試階段被毀壞了。
  如(rú)果(guǒ)不首先(xiān)將這個問題放在心上,可能會推高成(chéng)本,他說。損(sǔn)壞的連接(jiē)器需要(yào)重(chóng)新(xīn)配置、整修(xiū)和標記(jì)。甚至還可能需要更為昂貴的,現場可更換的連接(jiē)器取代,而且這樣的變化可能會讓設計時間再延長一到兩(liǎng)周。
  Morley說(shuō):“應當注意的是永遠要優先考慮已有連接器,如果這些連(lián)接(jiē)器不兼容你的設計,再考慮自己設計,這樣能為你節省大量的時(shí)間(jiān)。”
 
  5.考慮易更換性
  如果產品的外表是封(fēng)閉的,那麽你需要能從(cóng)外麵更(gèng)換的連接器。否則,你就需(xū)要做一些焊接(jiē)的工作了。
  Morley說(shuō):“你做得越多,你對焊接等技(jì)能就越熟練,但是對整個係統造成損傷的風險也就越高。”
 
  6.了解連(lián)接器的功能要求
  供應商需要客戶(hù)充(chōng)分表達自己的需求,不然他們可能會誤解客戶的需求。這在需要製造自定義的連接器的(de)時候(hòu)顯得尤其重要。
  “準(zhǔn)確地闡明連接器的(de)需求是至關重要的,”Storry說,“如(rú)果表述不清或有遺漏,我們就可能忽略設計(jì)的關鍵(jiàn)需求(qiú)。”
 
  7.考慮機械應力
  溫度、衝擊和振(zhèn)動都會在接口(kǒu)和電路間產生應力。專家建(jiàn)議你應該選擇能(néng)避免這些力影響的連接器。
  “我在一些PCB板上看到了裂成碎片的焊點,”Morley說(shuō),“當連接器牢固地連接到(dào)板子或者外結構上時,它必須要能承受衝擊和振(zhèn)動帶來的力,否則就可能出現裂縫。”
  Morley建議工程(chéng)師使用互連係(xì)統來盡可(kě)能減少安裝結構和連接點之間的積聚應(yīng)力。“有許多供應商都提供這樣的係統。”他說,“設計師應當密切注意這一點。”
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