커넥터는 시스템의 여러 부분 또는 시스템과 외부 세계 사이의 중요한 기계 및 전기 연결 장치입니다.커넥터 유형 선택은 여러 가지 요인에 달려 있습니다., 전기 및 기계적 요구 사항, 산업 표준, 사용성과 제조, 접촉자 수 및 종류, 짝짓기 및 짝짓기 없는 상황, 신뢰성 목표및 규제 요구 사항그러나 고전적인 D-Sub (ultra small D-type) 커넥터 보디는 수십 년 동안 사용되어 왔으며 여전히 많은 응용 프로그램에 대한 선호되는 커넥터입니다.
보디 스타일과 커넥터의 접촉 배열이 많은 관심을 끌었지만,콘택트 자체는 커넥터의 전기 및 기계적 성능에 상당한 영향을 미칩니다.설계가 점점 더 복잡해지고 애플리케이션 요구가 높아짐에 따라설계자는 관련 표준과 요구 사항을 충족하기 위해 접촉 기술의 최신 혁신을 이해해야합니다., 특히 견고성, 삽입 힘 및 유지 힘, 접촉 저항 및 온도 내성이 있습니다.
이 기사에서는 연결 장치의 개발 추세를 간략하게 살펴보고, D-Sub 연결 장치의 지속적인 사용의 이유에 초점을 맞추고 있습니다.Amphenol Positronic의 첨단 접촉이 도입되었습니다., 그리고 연결 장치의 성능을 향상시키기 위해 그것들을 사용하는 방법을 보여주었습니다.
USB, 이더넷 및 D-Sub 커넥터의 중요성
전통적인 RS-232 인터페이스의 사용이 감소하고 USB 및 이더넷 커넥터의 다양한 버전이 등장하고 있지만,고전적인 9핀 D-sub 커넥터 (일반적으로 DB-9로 알려져 있습니다.) 와 더 넓은 D-sub 커넥터 시리즈의 다른 커넥터는 여전히 전자 시스템 통신에서 중요한 역할을 합니다.. 지속적인 사용에 대한 많은 이유가 있습니다. USB와 이더넷은 많은 상호 연결 요구 사항을 충족 할 수 있지만,이 두 가지 널리 사용되는 커넥터 유형은 멀티 와이어 인터페이스가 아닌 일련 인터페이스입니다.그들은 동시에 데이터와 전력을 전송할 수 있지만 신호 유형, 최대 전압 및 전류 값 및 등급 전력에 대한 엄격한 제한이 있습니다.
설계 측면에서 USB와 이더넷은 여러 개의 평행 접촉 경로와 인터페이스와 같은 여러 가지 관련이없는 신호 또는 다른 형식을 효과적으로 처리 할 수 없습니다.또 다른 중요한 고려 사항은 표준 USB 및 이더넷 연결의 설계가 많은 경우에 기계 및 전기적 무결성 및 견고성의 요구 된 수준을 충족시키지 못한다는 것입니다..
이러한 이유와 그 이유 때문에 D-sub 커넥터는 여전히 널리 사용되고 있습니다. 이러한 유형의 외관 디자인은 1950 년대 초반에 등장했으며 많은 장점을 가지고 있습니다.그것은 전자기 간섭 (EMI) 및 전파 간섭 (RFI) 을 완전히 차단하는 기능을 가지고 있습니다., 단단한 기계 구조를 가진 밀폐 또는 거의 밀폐 된 가구를 제공하며, 두 개의 도킹 부분은 작은 상단 전선을 통해 서로 잠그 될 수 있습니다.D-sub 연결체 또는 하우스는 최소 6개의 표준 크기를 갖습니다., 전기 콘택트 핀 위치 및 유형에 대한 유연한 옵션을 제공합니다. 모든 핀 위치에서 동일한 콘택트 타입의 커넥터 하우스를 제공하는 것 외에도,"Combo-D" D-sub는 또한 하나의 커넥터 하우스 내에서 독립적인 신호 및 전원 접촉을 혼합하는 것을 지원합니다 (그림 1), 위쪽)
콤보-D 초소형 커넥터 스타일 이미지 (대화하기 위해 클릭)
그림 1: 콤보-D 초소형 커넥터는 여러 신호 및 전력 경로 조합을 지원합니다 (그림에서 보여진 바와 같이);D-sub 커넥터는 표준 하우징 크기와 콘택트 배열을 채택합니다 (아래 그림과 같이)(사진 출처: 앰페놀 포지트론)
단일 D-Sub는 다양한 표준 믹스 및 매치 조정을 지원 할 수 있습니다. 그들은 신호, 전력, 보호 장치,고전압, 열쌍, 광섬유 접촉 옵션.
접촉 기술 혁신
D-sub casing의 장점은 커넥터 스토리의 중요한 줄거리로, 전기 접촉과 그 특성은 또한 커넥터의 성공적인 조립의 열쇠입니다.지난 몇 년 동안, 접촉 기술은 재료, 디자인, 전기 및 기계적 특성에 많은 개선이 이루어졌습니다.
여기에는 Amphenol Positronic의 특허 된 PosiBand 접촉 기술 (미국 특허 번호 7115002) 가 포함됩니다.전통적인 디자인과 다른 많은 주요 매개 변수에서 더 높은 성능을 달성합니다..
PosiBand 외부 압력 요소는 연결의 기계적 및 전기적 작용을 완전히 분리하도록 설계되었습니다. (그림 2).압력 요소는 내부 구덩이에 대한 남성 핀을 누르기 위해 힘을 적용, 긴 직접 전기 접촉 라인을 형성하여 기계적 작용을 완료합니다. 접촉 전선의 길이가 변경 될 수 있습니다.설계자가 연결의 인터페이스 저항을 최적화 할 수 있도록입구에서 견고하고 손상되지 않은 원형 구조는 접촉의 기계적 견고성을 향상시킬 수 있습니다.
암페놀 포지트론 포지밴드는 특허를 받은 디자인 이미지를 채택합니다 (대장하려면 클릭하세요)
그림 2: 포시밴드는 연결의 기계적 및 전기적 작용을 분리하는 특허 된 디자인을 채택합니다. (사진 소스: Amphenol Positronic)
포시밴드 내부의 스프링 클립 (사진 3, 왼쪽) 은 조립 장치의 작지만 중요한 구성 요소이며 성능에 영향을 미치는 핵심 요소입니다.이 탄력성 베릴륨 구리 합금 잎은 남성 접촉에 정상적인 힘을 생성 할 수 있습니다, 따라서 단단하고 신뢰할 수있는 접촉 접착을 달성합니다. 동시에 성능 요구 사항을 충족하거나 초과하면서 평균 삽입 힘을 줄일 수 있습니다.
암페놀 포지트론 포지밴드 스프링 클립 (왼쪽) 은 접촉 부위의 정상적인 힘 이미지를 제공합니다 (오른쪽)
그림 3: 포지밴드 스프링 클립 (왼쪽) 은 전기 짝짓기 표면의 접촉 영역을 극대화하기 위해 접촉 영역 (오른쪽) 에 정상적인 힘을 제공합니다. (사진 소스: Amphenol Positronic)
PosiBand 기본 접촉은 청동으로 만들어졌으며 접촉에 와이어를 긁는 데 탁월한 성능을 가지고 있습니다. 그것은 또한 소재를 굽는 필요성을 제거합니다.이는 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 제조 과정에서 적절하게 처리되지 않으면 장기적인 문제를 일으킬 수 있습니다..
전통적인 콘택트 디자인과 비교하면 포시밴드 시스템은 남성과 여성 콘택트 사이의 콘택트 영역을 증가시켜 더 신뢰할 수있는 전기 무결성을 달성합니다.미세 수준에서, 더 많은 전기 경로가 접촉 인터페이스를 통과합니다. 접촉 영역을 증가하면 진동 중에 불연속성의 가능성을 감소시킵니다.
직관과 달리, 포지밴드 시스템은 삽입 힘을 증가시키지 않고 더 큰 접촉 영역을 제공합니다. 반대로, 포지밴드 디자인은 더 일관된 삽입 힘을 제공합니다.따라서 평균 삽입 힘을 줄입니다..
포지트로닉 제품은 미국 국방 물류국 (DLA) 의 자격제품 목록 (QPL) 에 포함되었습니다.해당 제품 식별을 포함한 요구 사항을 충족했다는 것을 의미합니다., 자격 및 주기적인 검증 테스트 PosiBand는 SAE AS3902 및 MIL-DTL-24308 사양을 준수합니다.또한 GSFC S-311-P4/08 및 GSFC S-311-P4/10의 더 높은 40g 접촉 분리 테스트 요구 사항을 충족합니다..
접촉 크기와 저항
포지밴드 접촉기는 표준 크기 20 및 22를 사용합니다. 전자는 미국 와이어 가이즈 (AWG) 와이어 20, 22, 24에 적용되며 후자는 AWG 와이어 22, 24, 26, 28 및 30에 적용됩니다.
접촉 22의 최대 저항은 0.005 오름 (Ω) 이며, 접촉 20의 대응 저항은 0.004 오름입니다. 낮은 접촉 저항으로 인해 I2R 손실은 작습니다.저자열화로 이어지는, 이는 설계자들에게 전력 공급에 대해 콘택트 22와 20을 사용할 수있는 기회를 제공합니다.
일부 엔지니어들은 접촉자의 열 특성을 이해하지 못하거나 연결기의 설계 및 선택의 후단 단계에서만 이 요소를 고려합니다.열은 커넥터 및 시스템 성능을 평가하는 핵심 요소로 남아 있습니다.포시밴드 20 (상화 4, 위쪽) 및 22 (상화 4, 아래쪽) 콘택트의 온도 상승과 전류 관계는 서로 다른 콘택트 구성에서 완전히 일관합니다.