電氣系統(tǒng)中的連接器是什么（一）之作用、特點(diǎn)和性能要求
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作者:wonplug
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發(fā)布時(shí)間: 2020-09-21
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連接器是一種用于連接一個(gè)電路的導(dǎo)體與另一個(gè)電路的導(dǎo)體貨一個(gè)傳輸元件與另一個(gè)傳輸元件的裝置；在兩個(gè)電路子系統(tǒng)中連接器提供了一個(gè)可分離界面，這個(gè)界面對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生不可接受的影響。
可分離性是使用連接器的原因，可分離性使電氣系統(tǒng)不做任何改動(dòng)卻可以維護(hù)，保養(yǎng)或更新零部件或子系統(tǒng)，這對(duì)電氣和電子工業(yè)制造產(chǎn)生極大和深遠(yuǎn)的影響。工業(yè)化發(fā)展的重要趨勢(shì)之一是標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)化和模塊化大大簡化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，安裝和使用，極大降低生產(chǎn)成本。
連接器的出現(xiàn)使電氣電子產(chǎn)業(yè)，甚至別的工業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化方面產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，故連接器產(chǎn)業(yè)自問世以來發(fā)展速度很快，幾乎被用到工業(yè)的方方面面，可以這樣說，在光電能量傳輸過程中幾乎無法離開連接器，連接器的發(fā)展前景很好，被認(rèn)為是朝陽產(chǎn)業(yè)。
但是可分離性也在子系統(tǒng)間增添了一個(gè)界面，這個(gè)界面對(duì)系統(tǒng)不能引入不可接受的性能影響，如信號(hào)的失真，系統(tǒng)的異常。可分離性的要求和“不可接受的性能影響”的界限取決于連接器的應(yīng)用。可分離性要求包括連接器能提供的插拔壽命和所需的插拔力。連接器的插拔壽命要求差異很大，從常見的“盒內(nèi)”連接器幾十次配合要求（如，IC socket連接器），I/O接口的幾千次插拔要求（如，USB連接器）到上百萬次的連接壽命（如IC的測(cè)試探針）；連接器所需的插拔力要求也是各式各樣，在對(duì)電子產(chǎn)品功能要求越來越高的發(fā)展趨勢(shì)下甚至變得非常突出：電子產(chǎn)品功能的增加必然要求電路的增加，電路的增加也就要求連接器端子數(shù)目的增加，但是每對(duì)端子（公母端子）的插拔力是不能無限減小---觸點(diǎn)物理學(xué)及連接器鍍層設(shè)計(jì)理論指出，即使是鍍金層正向力一般不應(yīng)小于20g（這種情況下載流能力有限）。典型的連接器端子數(shù)目從幾到千（如CPU連接器）。
連接器設(shè)計(jì)的主要工作之一是，如何平衡諸多因素以達(dá)到連接器的功能要求。如何確定“不可接受的性能”是連接器設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，這主要決定于連接器應(yīng)用環(huán)境。連接器被廣泛應(yīng)用于形形色色的場合，故連接器的性能要求各式各樣。
為了說明問題我們不妨用連接器最常見的性能之一，接觸電阻為例。接觸電阻表征被連接的對(duì)象的導(dǎo)通狀況或?qū)ǔ潭龋诰唧w的連接器的應(yīng)用場合，要求是不一樣的：IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)信號(hào)連接器的接觸電阻的要求是，不大于50mOhm.（這是為什么我們常見的信號(hào)連接器的接觸電阻要求不大于50mOhm），但對(duì)于電源連接器或重載連接器來說，不大于50mOhm是無法滿足載流的要求的，甚至不大于5mOhm都會(huì)出現(xiàn)界面局部過熱而導(dǎo)致連接器失效。其實(shí)接觸電阻與載流能力存在一定的量化關(guān)系，而接觸電阻與電鍍規(guī)格以及正向力又存在一定量化關(guān)系。再舉個(gè)（特征）阻抗的例子，阻抗在頻率較低的場合，幾乎不做要求，但是在頻率很高時(shí)，對(duì)阻抗的重視高于電阻。這類似于在宏觀的世界（物體的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速）用經(jīng)典的牛頓力學(xué)便能解決力學(xué)問題，而在微觀的世界（粒子速度相對(duì)于光速不能忽略不計(jì)）只有愛因斯坦相對(duì)論才能準(zhǔn)確計(jì)算出粒子的力學(xué)特點(diǎn)。因?yàn)樵诟哳l時(shí)，若阻抗不匹配，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)反射，嚴(yán)重時(shí)以致信號(hào)失真而失效。
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