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大电流连接器设计:1.大电流连接器的发热是设计最重要的考虑问题,我们都知道U=IA2RT,这个功率消耗主要转化为热的形式散发,电流I不变的情 况,降低电阻是设计的重点,这个电阻R=Rc接触电阻和+Rw(插针插孔连接器本身电阻),怎么样减小这个电阻 R:A 插针插孔接触面的粗糙度,粗糙度好的表面,有效接触面积就大,对应的接触电阻就低,另粗糙度好的表面,电度效果 也好,带电插拔的风险就低;B.材料的导电系数。这个系数决定了材料本身的电阻Rw,降低电阻也就降低功率输出;C 插针插孔材料的可靠弹性连接。由于寿命的要求,必需保证使用多次情况下的可靠的接触,这就对材料的弹性提出高的 要求,确保可靠的弹性接触;D 材料的加工性和经济性。铜合金的加工效率有很大差别,又要兼容上面各条,目前市场用的最多的是紫铜(锡磷青铜), 电特性高,弹性好。2设计确认。什么样的设计是有效的,可靠的,有几个重要技术指标,但最重要的是实验验证设计。验证方法在实验室下必须有的两个 实验是,温升试验及冲击电流温升试验,前者验证稳定接触情况下的 温度不会造成破坏,后者主要验证电流突变可能造成连接器的毁坏A温升曲线见下图:Amperes AppliedZ/6 AWG 8 AWG一一 0 AWG 12 AWG5-OOOOOOOOO-640600642Pulse Current Capability1248163264 128 256Duration of Current (seconds)图中表示定规格的导线+连接器在一定电流作用下温度上升多少度, 例如6AWG,约66A左右时温度升高40摄氏度,假设室温是30度, 那么30+40=70度,就是这个连接的最大操作温度,现导线绝缘温度 80 度,主体塑胶的热融温度 105 度,那么这个设计就是合适的。脉冲电流曲线6AW(T-8 AWG一一 0 AWG12 AWG实际使用的电流可能受到负载的影响产生波动,电流变大时,由于连 接端点输出功率成平方关系增大,所以电流瞬间增大可能在短时间内 输出巨大功率产生巨大热烧坏导线或连接器,脉冲电流曲线反应了。 上图反应一个工作电流 50A 的一对连接器通过一定的脉冲电流产生30度的温升所要的时间,要的时间越短,说明抗脉冲电流能力越差综合上述,设计大电流产品包括BUS BAR,确定工作电流和操作环境,然后选择适合的导线大小,最后是材料的选择。塑胶的设计:尤其有带电插拔要求时,要保证插针插孔能平行导入,热插拔有一个 瞬间接触或分离,此时理论的电阻是无限大,虽时间短,产生的热也 有可能非常大,损坏器件,所以设计时,要保证对插的角度偏差在3 度以内,保证顺滑插拔。塑胶材料的选择:主要三种,PBT,PC, PET,其中PBT由于其电 气特性好,应用最多(H.D.T 200度左右),但设计时要考虑缩水对 外观的影响。对要求端子保持力非常大的情况,塑胶本体非常厚的情 况,可选择阻燃级的PC(H.D.T.140度左右)。对热变形温度要求非 常高的运用,可考虑PET加强阻燃型(240度左右),但成本较高。
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