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如何選擇 DC 電源連接器：基礎(chǔ)知識(shí)

2024/10/22 8:46:57??????點(diǎn)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(jì)中，DC電源連接器的選擇往往被忽視。盡管它是一種相對(duì)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(shí)。

      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(huì)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(biāo)準(zhǔn)的DC電源連接器的插頭和插座通常具有兩個(gè)導(dǎo)體。一個(gè)導(dǎo)體暴露在外，另一個(gè)導(dǎo)體內(nèi)嵌，有助于防止兩個(gè)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(cuò)誤端口的風(fēng)險(xiǎn)，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(fù)責(zé)接收電源，通常安裝在電子設(shè)備的PCB板或機(jī)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(duì)插座、插頭和接口的定義已經(jīng)相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化，但DC電源連接器的公母定義卻相對(duì)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(shí)，這條定義線有時(shí)會(huì)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(shí)，幾個(gè)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(duì)常見的間隙進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)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(duì)連接器的正常功能并不關(guān)鍵，因?yàn)橥馓淄驳呐浜线B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(gè)重要規(guī)格。設(shè)計(jì)師通常會(huì)發(fā)現(xiàn)插座的插入深度小于插頭的筒體長度。這是因?yàn)樵谀承┌惭b中，必須考慮到機(jī)箱壁的深度。

      如果不考慮這個(gè)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)的DC電源插座或插頭有兩個(gè)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(hào)中，還提供第三個(gè)導(dǎo)體，它與外套筒導(dǎo)體形成開關(guān)。這個(gè)開關(guān)可用于檢測(cè)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(xiàng)。

      面板安裝DC電源插座提供了在產(chǎn)品機(jī)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(hào)連接的DC電源插座還將提供通孔引腳或標(biāo)簽，以進(jìn)一步將插座固定在PCB上。這些標(biāo)簽可能導(dǎo)電或不導(dǎo)電，但都會(huì)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(huì)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(gè)更低矮的選項(xiàng)。

      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(biāo)準(zhǔn)音頻連接器為電子應(yīng)用供電。這是因?yàn)椴⒎撬兄圃焐潭紩?huì)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(gè)或多個(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)電源和四個(gè)接地觸點(diǎn)，電流額定值高達(dá)5A，最大電壓額定值為20V，功率額定值高達(dá)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?yàn)閁SB Type-C得到了廣泛應(yīng)用，并且設(shè)計(jì)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(huì)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(jì)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(huì)造成太大困擾。請(qǐng)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(gè)產(chǎn)品頁面上的配套指南則進(jìn)一步簡化了尋找兼容插座和插頭的過程。