Az energiaminőség és a rugalmasság megőrzése 75 A áramerősségű D-sub csatlakozókkal

Az elektronika energiaigénye egyre nő az olyan felhasználási területeken, mint a villanyjárművek (EV, electric vehicle), valamint az ipari és távközlési rendszerek, amelyek mindegyike erős és megbízható csatlakozókat igényel. Különösen igaz ez az energiaelosztásra. A tervezőknek olyan erősáramú csatlakozókra van szükségük, amelyek rugalmasságot kínálnak az érintkezőszám, az érintkezőelrendezések és a vezetékcsatlakoztatási típusok tekintetében, miközben megőrzik a jó energiaminőséget.

A szubminiatűr D (D-sub) csatlakozó talán a legnépszerűbb többérintkezős csatlakozó az elektronikában, és az áramellátó rendszerek számos követelményének megfelel. Különböző érintkezőelrendezésekkel kapható, és több ezer felhasználási területre megfelelő. A teljesítményigény növekedésével a D-sub csatlakozónak is fejlődnie kell, ha a tervezők meg akarnak felelni ügyfeleik igényeinek.

Ez a cikk röviden ismerteti a D-sub csatlakozót. Ezután bemutatja az Amphenol ICC egyik erősáramú csatlakozóját, és bemutatja annak használati módját.

A D-sub csatlakozók nevének eredete

A D-sub csatlakozók olyan alapcsatlakozók, amelyeket széles körben használnak különböző felhasználási területeken az adattovábbítási, katonai, fogyasztói, ipari, műszeres és gyógyászati szakterületeken. Nevüket a csatlakozóház D alakjáról kapták (1. ábra). Ez a jellegzetes forma önillesztővé teszi, ugyanis megakadályozza a hibás összedugást, és garantálja a biztonságos csatlakozást.

1. ábra: A D-sub csatlakozóház D alakja a hibás összedugás megakadályozására szolgál, miközben garantálja a biztonságos mechanikai és villamos csatlakoztatást (kép: Amphenol ICC)

A D-sub csatlakozónak két változata van: az érintkezőtüskés változatot dugónak, míg az érintkezőhüvelyes változatot aljzatnak nevezik. Az aljzat árnyékolása szorosan illeszkedik a dugó árnyékolásába. A külső csatlakozóház mechanikai szilárdságot és villamos folytonosságot kölcsönöz a csatlakozónak, ami véd az elektromágneses zavarástól (EMI, electromagnetic interference). A biztonságos csatlakozást különböző hardveres rögzítési lehetőségek teremtik meg.

A kábelek feszülésmentesítésére szolgáló védőburkolatok műanyagból, fémezett anyagokból vagy fémből készülnek. A fém és fémezett védőburkolatok az elektromágneses zavarás további csökkentése érdekében érintkeznek az árnyékolt kábel árnyékolóharisnyájával. A védőburkolatok lehetnek egyenes vagy ferde kialakításúak, és különböző összerögzítési lehetőségeket kínálnak.

Erősáramú D-sub csatlakozók

Az Amphenol ICC a D-sub csatlakozók széles választékát kínálja szabványos és nagy érintkezősűrűségű formájú csatlakozók képében. A sokféle felhasználási terület növekvő teljesítményigényének kielégítése érdekében a termékválaszték egy sor erősáramú, 75 A áramerősséget elviselő érintkezőkkel ellátott D-sub csatlakozóval bővült. A sorozat csatlakozói kettő, három, öt vagy nyolc erősáramú érintkezőt tartalmaznak (2. ábra).

2. ábra: Az Amphenol D-sub erősáramú csatlakozósorozatának érintkezőelrendezései két, három, öt vagy nyolc érintkezőt tartalmaznak (ábra: Amphenol ICC)

A 2. ábrán W-vel jelölt elrendezések, mint például az 5W5, azt jelzik, hogy az erősáramú érintkezők a csatlakozótesten belül egy síkban helyezkednek el. A V-vel jelöltek azt jelzik, hogy az egyik érintkező aljzat esetén be van nyomva a csatlakozótestbe, dugó esetén pedig kinyúlik a csatlakozótest fölé. Ez az érintkező a többi előtt kapcsolódik, lehetővé téve a földcsatlakozást vagy egy másik forrás bekapcsolását, mielőtt a többi érintkezőtüske érintkezne. A W jelű elrendezésekben az érintkezők egyidejűleg csatlakoznak, amikor a dugót és az aljzatot egymásba tolják.

A D-sub csatlakozó házméreteinek jele A, B, C, D és E. Ezek történelmi címkék, amelyek az eredeti D csatlakozók érintkezőkiosztásán alapulnak. Az A háznak 15 normál érintkezője van, a B-nek 25, a C-nek 37, a D-nek 50, az E-nek pedig 9. Az erősáramú D-sub csatlakozókban nagyobb érintkezők vannak, és arányosan kevesebb érintkező van egy adott méretű csatlakozóházban.

Az Amphenol D-sub erősáramú csatlakozói érintkezőnként 75 A leadására képesek 300 V legnagyobb feszültség mellett. Az összedugott érintkezők soros ellenállása kevesebb mint 7,3 mΩ. Ez az ellenállás 75 A esetén kevesebb mint 0,55 V feszültségesést jelent érintkezőnként. A névleges áramerősség az UL 1977 – Component Connectors for Use in Data, Signal, Control, and Power Applications (Készülékcsatlakozók adat- és jeltovábbító, vezérlő- és áramellátó eszközökben való használatra) című szabvány alapján lett megállapítva. Maga a vizsgálat a csatlakozó névleges terhelés alatti hőmérsékletén alapul: „Az eszköz hőmérséklete a vizsgálati pontokon mérve nem haladhatja meg a szigetelőanyag relatív hőmérsékleti indexét (+130 °C)”, amikor az eszközön a megengedett legnagyobb névleges 75 A erősségű áram folyik át.

A relatív hőmérsékleti index (RTI, relative thermal index) az a legnagyobb üzemi hőmérséklet, amelyen az anyag kritikus tulajdonságai hosszabb időn keresztül elfogadható határértékeken belül maradnak. Egy jellegzetes nyolcérintkezős 8W8-as csatlakozó 75 A áramerősség esetén 75 °C-os hőmérséklet-emelkedést mutat (3. ábra).

3. ábra: A képen egy 8W8-as erősáramú csatlakozó mért hőmérséklet-emelkedése látható 75 A áramerősség esetén (ábra: Amphenol ICC)

A csatlakozók névleges üzemi hőmérséklet-tartománya –55 °C – +125 °C. A legnagyobb áramerősség-érték azt feltételezi, hogy a csatlakozó szobahőmérsékleten van, és a megengedett áramerősség a tényleges hőmérséklet növekedésének megfelelően csökken (4. ábra).

4. ábra: A grafikonon egy forrasztott érintkezőkkel szerelt 8W8-as csatlakozó hőmérséklet-növekedés miatti jellegzetes áramerősség-csökkentési görbéje látható (ábra: Amphenol ICC)

Az Amphenol ICC D-sub erősáramú csatlakozók érintkezői forrasztóhüvelyes, rásajtolható és derékszögű változatúak lehetnek, hogy illeszkedjenek a nyomtatott áramköri lapokra, panelekre és kábelekre szerelés követelményeihez.

Az erősáramú csatlakozók jellegzetes kialakításai

Az Amphenol ICC DA3W3PA009KLF egy háromérintkezős csatlakozókeret, amely egy A típusú házba van szerelve. Olyan érintkezőket fogad, mint a 8638PPC7506LF tüske, amely egy forgácsolt érintkezőtüske rásajtolható vezetékcsatlakozóval. Ezt a csatlakoztatási típust kábelre szerelt csatlakozókhoz használják. Egy másik használható érintkező a 8638PPS7506LF, egy forgácsolt érintkezőtüske forrasztóhüvelyes vezetékcsatlakozóval.

A 3W3 csatlakozókeretek egy másik változata a DA3W3SA009KLF. Olyan érintkezőket fogad, mint a forgácsolt 8638PSC7506LF hüvely rásajtolható vezetékcsatlakozóval. Különböző érintkezőtüskék és érintkezőaljzatok közül lehet választani, ezek rásajtolható vagy forrasztóhüvelyes vezetékcsatlakoztatást tesznek lehetővé.

Az Amphenol ICC DBV5W5P500H9KLF egy nyomtatott áramköri (nyák) lapra szerelhető derékszögű csatlakozó. Ez egy ötérintkezős 5W5 dugó, amely tartalmazza az érintkezőtüskéket (5. ábra).

5. ábra: A DBV5W5P500H9KLF egy ötérintkezős 5W5 csatlakozódugó nyomtatott áramköri lapra szereléshez, beépített érintkezőtüskékkel (kép: Amphenol ICC)

A csatlakozókhoz számos nyomtatott áramköri lapra szerelési és panelba építési tartozék kapható a csatlakozótestek biztonságos rögzítéséhez. Az előlapi tartozékok közé tartoznak az M3 vagy UNC 4-4 menettel ellátott menetes betétek és belső anyák. A nyomtatott áramköri lapra szerelést segítő tartozékok közé tartoznak a fém tartókarok és a fém támasztólábak (6. ábra).

6. ábra: A csatlakozókat különböző szereléssegítő tartozékokkal lehet a nyomtatott áramköri lapra rögzíteni (kép: Amphenol ICC)

Az 5. ábrán látható 5W5 dugó tartalmaz támasztólábakat a nyomtatott áramköri lapra rögzítéshez és belső anyákat a csatlakozó ellendarabbal (aljzat) való egymáshoz rögzítéshez. A derékszögű csatlakozóhoz illeszkedő aljzat, valamint két, három és nyolc érintkezőhüvelyes aljzatok is beszerezhetőek.

Az erősáramú D-sub csatlakozók felhasználási területei

Az erősáramú D-sub sorozat felhasználási területeire példaként említhető az Ipar 4.0, ahol többek között az ipari számítógépek áramellátására alkalmasak. A jellegzetes asztali számítógépekkel ellentétben ezeket a beágyazott számítógépeket úgy tervezték, hogy zord környezetben is működjenek. Ki vannak téve ütéseknek, rezgéseknek és nagy hőmérséklet-ingadozásoknak. A erősáramú csatlakozók megbízható csatlakozásokat kínálnak sokféle érintkezőkiosztással. Hasonlóképpen ezek a csatlakozók a PLC-k (programmable logic controller, programozható logikai vezérlőegység) és más gépautomatizálási elektronikák áramellátására is használhatók.

Összegzés

Az Amphenol ICC D-sub erősáramú csatlakozók kiterjesztik a D csatlakozók felhasználási területét azzal, hogy megbízható erősáramú csatlakozókkal bővítik ezen termékcsaládot, amelyek maximum nyolc vezetéken át képesek érintkezőnként akár 75 A legnagyobb áramerősséget is továbbítani.