如何选择DC电源连接器

2017年11月14日Bruce Rose设计

如何选择DC电源连接器

虽然您已经结束了新设计的初始阶段,迫不及待地想要完成这个项目,但是还有一些事情没有解决,这其中就包括选择一款低压DC输入电源连接器。要找到合适的DC电源连接器并不复杂,这个任务可以完成得既快捷又轻松。电源接线时,选择一款普遍使用的型号往往是最佳的选择,因为这些连接器价格实惠,可随时提供。

低压DC电源连接器

低压DC电源连接器,通常被称为圆柱式连接器,生产商会注明额定电流和电压。这些额定值则确保这些连接器在电力传输应用中的可靠性。圆柱式连接器的插座和插头各有一个外露导体及一个嵌入导体。嵌入导体的好处是在两个导体之间很难意外发生短路。此外,若把电源连接器插入错误的插座,也不用担心会损坏敏感元件,因为圆柱式连接器几乎是专门用来为电子设备供应电力的。

DC电源应用中的插孔、插头和插座

尽管圆柱式电源连接器的定义没有绝对的标准,但是对于插孔、插头和插座,电子行业逐渐形成了习惯的用法。插孔通常用以接收电力,安装在电器的印刷电路板或者底盘上。插头通常位于电线上,从电源处提供电力。插座同样也是安装在电线上,从匹配的插头处接收电力。

DC电源连接器的类别定义

DC电源连接器的类别定义没有插孔、插头及插座那么标准。部分界内人士在讨论连接器时会避免指明公端、母端,但是许多工程师遵守射频连接器行业的惯例,认可通过是否配有中心引脚的这种方式去判定圆柱式连接器的类别。配有中心引脚的连接器是公端,配套的连接器则是母端。用户需注意的是,在部分标准化的插孔和插头组合中,有的中心引脚是设在插孔里,有的则设在插头之中。

了解圆柱式连接器的尺寸

区别圆柱式连接器的常见标准是内引脚和外套筒的直径。内引脚和外套筒的常见直径如下表所示:

内引脚直径(mm)外套筒直径(mm)
0.502.35
0.653.20
0.803.30
1.003.50
1.304.00
1.654.30
2.004.75
2.345.50
2.50
3.00
典型的DC电源连接器内引脚和外套筒直径

(与内引脚交界的)内套筒的直径应稍微大于配套引脚的直径,但是生产商并没有对常见的间隙距离制定规范。一般是通过悬臂扁弹簧将外套管配对连接,因此,外套管与配套连接器之间的间隙对连接器的正常运行影响并不大。

DC电源连接器上指定的第三个尺寸是插入深度。插孔的插入深度通常会小于圆柱式插头的长度,原因有两个。首先,连接器连接时,圆柱式插头不需要完全插入被插入的插孔,因此,圆柱式插头的长度大于插孔插入深度,这是可接受的。其次,在部分安装情况中,必须要考虑到安装墙面的深度。在配对连接器时,需要将这部分的深度差值包含在圆柱式插头的长度之内。

DC电源连接器的导体

标准的DC圆柱形插头或插孔设有两个导体,一个用以接通电源,另一个用以接地。通常来说,中心引脚用以连接电源,而外套管则用以接地,但是反过来连接也是可以接受的。部分电源插孔型号还包括第三个导体,与外套管导体构成一个开关。这个开关所起的作用之一就是检测或指示插头的插入。开关的另外一个作用就是根据是否有插头插入插孔来选择是否接通电源。

圆柱式连接器安装方式

除了要选择连接器引脚和套筒尺寸之外,设计工程师还需要明确DC电源连接器的安装方式。面板安装连接器的优势在于可以在产品底盘的几乎任何地方安装,但是需要用电线连接至相关的电路。印刷电路板安装连接器分水平和垂直两类,可进行表面安装(SMT)或通孔安装。值得注意的是,许多带SMT信号连接的插孔也配置有通孔引脚或弹簧片,以此改善插孔安装的稳健性。弹簧片会通孔焊接至印刷电路板,但可能不与插孔通电连接。通常而言,安装稳定引脚不导电,与印刷电路板上的孔洞过盈配合,而水平的插孔需要设有开口,才能从所在的印刷电路板接线到插孔。在印刷电路板的厚度之内安装插孔,可以把印刷电路板之上插孔的物理高度降到最小。

在电源应用中使用音频连接器

尽管普通的音频连接器(尖、环、套)能够转移电流和电压,但不推荐在电源应用中使用这类连接器,主要的理由如下。首先,不是所有的制造商都写明这类连接器的电压和电流能力。第二个理由是连接器的(公端)插头部分通常会连接至电源。这个插头的导体全部外露,两个或多个导体之间很容易意外引起短路。不在电源中使用音频连接器的第三个理由,是为了防止发生将电源插入音频输入电路的意外情况,避免损坏敏感元件。

最终的考量

选择低压DC电源连接器的过程应该是快捷、轻松的。设计工程师可以根据设计的硬件需求,从许多不同的DC电源插座安装方式中进行选择。在确定引脚、圆柱尺寸和长度时,应多加小心,确保所选的插头和插孔具备力学兼容性。

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Bruce Rose

Bruce Rose

首席应用设计师

Bruce Rose在电子产品行业从事多年设计、销售和营销工作,主要致力于模拟电路和功率输送领域。他的工作经验涉及组织和主持国际研讨会、在超过40个技术大会和期刊中出版文章和发表演讲,并且获得了七项专利。Bruce不仅享受工作,更加享受与家人共度远足、骑行和玩皮划艇的美妙时光,同时还热衷于各种规模和型号的航空器。

 
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