Tipos comunes de conectores eléctricos: los conectores eléctricos son un componente importante en varios dispositivos electrónicos porque permiten y protegen la transmisión de señales eléctricas. Las tareas que realizan son numerosas y las aplicaciones que soportan son variadas, desde conectar cables en nuestros coches hasta conectar componentes informáticos críticos. A pesar de su apariencia simple, las conexiones a menudo juegan un papel en redes eléctricas complejas. Los conectores deben ser robustos y confiables, a la vez que fáciles de montar y usar. Si bien no todos los conectores eléctricos son resistentes al funcionamiento en condiciones extremas, una amplia variedad de requisitos de conectores permiten encontrar la variante correcta para un dispositivo determinado.
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Tabla de contenido
Conocimientos básicos de conectores eléctricos
Un sistema electrónico es una red jerárquica de conexiones que permite que varios dispositivos electrónicos se comuniquen entre sí. Para garantizar la transmisión de señales y la distribución de energía requerida para el correcto funcionamiento de los equipos electrónicos, se requiere un gran número de interconexiones. Los conectores eléctricos se dividen en tres tipos según sus terminales de terminación:
- conector de placa a placa,
- Conectores de cable/alambre a cable/alambre, así como
- Conectores de cable/cable a placa.
Los conectores eléctricos suelen tener seis niveles de interconexión. La conexión entre un elemento fundamental del circuito y sus derivaciones, como un chip semiconductor y un marco conductor, se denomina nivel 0. Los zócalos portadores de chips, los zócalos de paquete dual en línea (DIP) y los interruptores son ejemplos de Nivel 1, que es la conexión entre los cables de los componentes y la placa de circuito impreso (PCB). La conexión entre dos o más PCB está en el segundo nivel. Por lo general, tiene un enlace de placa base-placa secundaria. Las fuentes de alimentación y sus subconjuntos asociados son ejemplos de dos subcomponentes conectados en el nivel 3. El nivel 4 se refiere a la conexión entre subcomponentes importantes y los puertos de entrada/salida (E/S) del sistema. Las conexiones entre sistemas físicamente diferentes se denominan nivel 5 y normalmente están representadas por conexiones entre computadoras e impresoras u otros dispositivos periféricos, o elementos de una red local.
Conectores de placa a placa
Los conectores de placa a placa se utilizan para conectar PCB sin el uso de cables. Los conectores de placa a placa son adecuados para sistemas donde el espacio es limitado porque reducen el desorden de cables. Los conectores en diseño paralelo o vertical se pueden usar para conectar PCB. Un conector mezzanine es un conector que conecta dos PCB en una configuración apilada. Sin embargo, la frase se usa ocasionalmente para referirse a configuraciones de PCB que son perpendiculares entre sí. Estas configuraciones se utilizan normalmente en configuraciones de placa base-placa secundaria, donde se resaltan las disposiciones paralelas.
Al seleccionar un conector de entresuelo, se deben considerar parámetros como la separabilidad, los requisitos mecánicos (altura de la pila y tolerancias), las restricciones como soportes, soportes o ranuras y marcos del chasis, y los tipos de montaje. La separabilidad depende de una variedad de variables, incluyendo si el conector está separado o no, el número de ciclos de acoplamiento requeridos a lo largo de su vida útil y las fuerzas de inserción mínimas y máximas requeridas. Es necesario tener en cuenta la temperatura y la humedad de funcionamiento. Los conectores mezzanine deben cumplir con EIA 700AAAB.
El backplane es una colección de conectores eléctricos dispuestos en paralelo entre sí, cada uno conectado al pin correspondiente en todos los demás conectores para formar el bus conector. Debido a su adaptabilidad y fiabilidad, los sistemas backplane se utilizan a menudo en sistemas informáticos y de telecomunicaciones. Se puede crear un sistema integral de placa posterior utilizando el método de placa posterior para conectar múltiples tarjetas enchufables a lo largo de una sola red troncal. La señal producida por el transmisor se propaga a través de múltiples conectores antes de llegar al receptor. El sistema backplane del dispositivo utilizado en aplicaciones de alta velocidad debe tener una buena integridad de la señal. El backplane y los campos de pines asociados son parámetros críticos en los diseños de canales de backplane gigabit.
A medida que aumenta la velocidad de datos, los canales de la placa posterior pueden atenuar la señal transmitida. La interferencia entre símbolos (ISI), las reflexiones y la diafonía son todos efectos de los canales. La diafonía y las reflexiones degradan el rendimiento de la fluctuación del canal porque aumentan el ruido, reducen la amplitud de la señal y reducen la velocidad de borde de la señal. A altas velocidades de datos y amplio espaciado de canales, la integridad de la señal se deteriora.
Los conectores del sistema backplane deben tener una adaptación y blindaje de impedancia adecuados. Además, el conector debe ser capaz de soportar múltiples ciclos de inserción y extracción de la placa.
especificación
Los compradores pueden especificar el tipo, los contactos y las características del producto al seleccionar un conector de placa a placa. Muchas de estas características están determinadas por la PCB para la que está diseñado el conector.
Tipo de encabezado
El tipo de conector de placa a placa se especifica por su conector, que es la base de plástico o la placa de montaje en la que se montan los contactos. El conector conectado por el cabezal de la caja rodea completamente sus contactos, mientras que los contactos de la aguja están expuestos.
Hay dos variantes de género de los conectores de placa a placa. Una conexión macho, también conocida como enchufe, consiste en protuberancias que encajan en el conector hembra, también conocido como enchufe. Además, la geometría del conector puede ser diferente. Los pines o contactos del conector recto están alineados en la parte superior o inferior, mientras que los contactos del conector en ángulo recto se encuentran en el lateral.
contacto
Los contactos en los conectores de placa a placa incluyen fila, paso y revestimiento. La conexión puede tener una o dos filas de pines, dependiendo del diseño de la PCB. El espaciado de una conexión es la distancia entre sus pines. Un mayor espaciado de contactos indica una densidad de conexión menor (menos pines o conexiones por área). El tono afecta al arco, que ocurre cuando dos conductores están juntos (tono bajo), creando interferencia. Los pasos de conexión comunes varían de menos de 0,5 mm a más de 5 mm.
Los contactos del conector se pueden metalizar para mejorar su capacidad de conexión porque son piezas conductoras que transmiten energía eléctrica. El cobre, el oro, el níquel y la plata son ejemplos de metales comunes. Aunque los contactos chapados en oro son más caros, proporcionan una mejor conexión eléctrica. La plata y el cobre también tienen menor resistencia de contacto.
Funciones
Los conectores de placa a placa pueden tener una serie de características específicas:
- Las capacidades de conectividad están asociadas con el mecanismo de conectividad del producto. Para evitar desconexiones no autorizadas, puede proteger la conexión bloqueada. Los productos de conexión rápida se pueden instalar y separar fácilmente, a menudo mediante el uso de métodos de giro y contacto del asiento. Los pines o cables de la conexión de crimpado se presionan en la PCB en lugar de soldarse.
- El aspecto ambiental describe qué tan bien un dispositivo protege contra productos químicos, líquidos y otros elementos externos. Los fabricantes pueden ofrecer conectores sellados o conectores que son resistentes a productos químicos, aceite o agua. Algunos conectores están diseñados para uso criogénico (criogénico).
- Para evitar interferencias electromagnéticas y de RF, se insertan filtros en los conectores.
- Los conectores médicos cumplen con estrictos estándares de seguridad, incluida la protección contra el desacoplamiento accidental del enchufe y clasificaciones de impacto más altas.
Conectores de cable/alambre a cable/alambre
Una conexión de cable a cable se utiliza para conectar dos conectores de terminación de cable. Se adoptan como conectores eléctricos, electrónicos y de computadora. El número de circuitos o ubicaciones, el tamaño del cable y las combinaciones de acoplamiento o el género son algunos requisitos generales para los conectores de cable a cable. El propósito de la conexión macho a cable es instalarse dentro del conector de barra colectora a cable. Los conectores de cable a cable suelen tener de 1 a 50 circuitos o ubicaciones. American Wire Gauge (AWG) es un estándar para el tamaño de alambre no ferroso y se usa comúnmente para medir el tamaño del cable. El diámetro del cable se llama “especificación”. El diámetro, el rango de temperatura y el número de medidor disminuyen a medida que aumenta el número de medidores. Dado que hay menos resistencia para una longitud determinada, los cables más gruesos suelen conducir más corriente. Al seleccionar conectores de cable a cable, también se debe considerar la durabilidad, el paso o el paso central, el material de revestimiento, la orientación y el rango de temperatura.
Al seleccionar un conector de cable a cable, el método de terminación es un factor importante a considerar. Hay una variedad de opciones, que incluyen tornillo, desconexión rápida a ruptura rápida, crimpado a crimpado, IDC a IDC, FFC / FPC a crimpado a engarzado, crimpado a FC / FPC y FFC / FPC a IDC. El método de conexión para conectores de cable a cable se llama terminación de crimpado e implica engarzar mecánicamente un manguito de metal en un conductor. Con la ayuda de la tecnología de conexión de desplazamiento de aislamiento (IDC), el cable aislado se fuerza en una ranura más pequeña que el diámetro del conductor. Los cables flexibles planos (FFC) tienen dos planos y pueden ser lisos o corrugados. Los conectores de cable a cable también suelen tener circuitos impresos planos (FPC). Los terminales de tornillo generalmente se usan junto con una placa de presión para apretar el cable a la varilla actual. Los dispositivos de conexión rápida y desmontaje rápido se pueden montar fácilmente sin el uso de herramientas.
especificación
Las normas eléctricas y mecánicas se aplican a los conectores de cable a cable. La corriente máxima, el voltaje máximo, el voltaje de resistencia, la resistencia de contacto, la resistencia de aislamiento y el número de filas o puntos de contacto están todos en los parámetros eléctricos. Amperio (A) es una unidad de corriente máxima o capacidad de transporte de corriente, que va desde 1.0 A a 50 A. Las opciones de voltaje máximo y voltaje resistente están disponibles en 25, 30, 100, 125, 250, 300, 500, 600 y 1000 voltios. Las mediciones eléctricas a través o entre superficies de contacto se denominan resistencia de contacto. La resistencia de aislamiento se define como la relación entre la corriente total entre los dos electrodos en contacto con el aislante y el voltaje aplicado. El número de filas suele estar entre 1 y 4. La fuerza de tracción del cable, la fuerza de inserción máxima, la fuerza de extracción mínima, la fuerza normal mínima y la fuerza de inserción de contacto máxima, así como la fuerza de retención de contacto mínima, la fuerza de inserción, la fuerza de extracción mínima, la fuerza normal mínima y la fuerza de inserción de contacto máxima, y la fuerza de retención de contacto mínima son los requisitos mecánicos de los conectores de cable a cable.
Conectores de alambre/cable a placa
Los conectores de cable a placa generalmente usan tecnología de engarzado para conectar cables a una placa de circuito impreso (PCB). Una vez que el conector está engarzado al cable, los contactos o terminales se pueden colocar en la carcasa correspondiente para completar la interconexión. IDC y SMT son conectores adicionales de cable a placa. Debido a su flexibilidad y fiabilidad, a menudo se utilizan conectores de cable a placa. Los conectores de Greenconn se pueden utilizar en diseños de bajo perfil para proporcionar conectividad para sistemas sumergidos en agua o espacio limitado, y requieren una solución más compacta. Greenconn siempre le proporcionará servicios de terminación seguros, para que pueda confiar en ellos.
Los conectores de cable a placa se utilizan para enrutar de manera rentable la energía entre PCB. Estos conectores se pueden utilizar en aplicaciones de telecomunicaciones, automotrices, comerciales e industriales. Debido a su gran naturaleza, los conectores de cable a placa solían presentar desafíos técnicos durante el proceso de diseño. Sin embargo, se han creado nuevos y mejores conectores de cable a placa para proporcionar una pequeña alternativa que ahora puede caber en cualquier aplicación compacta. Con este nuevo avance, la idoneidad de los conectores de cable a placa para el montaje automatizado de montaje en superficie ha mejorado, lo que hace que el proceso de ensamblaje sea más rápido. Además, estas conexiones proporcionan un servicio confiable y a largo plazo para sus aplicaciones. En general, los conectores de cable a placa ofrecen una solución simple y confiable, pero aún no son asequibles.
especificación
No hay un “estándar”El diseño del conector de cable a placa, por lo que el tipo de conector seleccionado dependerá de los requisitos de la aplicación. Dependiendo del fabricante, algunos productos ofrecen desconexión rápida, bloqueo por fricción, bloqueo completo y acoplamiento delgado para posiciones estrechas. Otros tienen estilos de palanca de bloqueo o accesorio a presión para garantizar que el cable esté bien sujeto en su zócalo. Algunos conectores contienen pines que pasan a través de la placa y están soldados al otro lado, mientras que otros están montados en la superficie de la placa.
Las especificaciones para las conexiones de cable a placa incluyen el tamaño de la carcasa, el material, el número de contactos, la altura de la pila (distancia entre el conector y la placa), la longitud del contacto y el número de filas de contacto. El espaciado entre pines, una medida del espaciado entre los centros de dos conductores, es otra forma de describirlos. El tamaño del cable y el número de contactos también afectan la terminación del cable. Por ejemplo, las conexiones que transportan grandes cantidades de energía a menudo tienen contactos que se engarzan y se fijan con herramientas. Otros diseños, incluidos los conectores de terminación a granel que contienen al menos 20 cables, se pueden usar con equipos de soldadura automatizados.
Conectores eléctricos ordinarios
- Conector 8P8C: La frase “ocho posiciones, ocho conductores” inspiró el nombre del conector 8P8C. Como su nombre indica, esta pequeña conexión tiene ocho ubicaciones posibles, cada una con su propio conductor. Es una conexión modular que se utilizó originalmente en aplicaciones de cable telefónico, pero ahora está disponible para una variedad de otros propósitos, como conectores Ethernet. Los conectores modulares están disponibles en cuatro tamaños según su posición y número de conductores, 4, 6, 8 y 10. Por ejemplo, 10P8C tendrá 10 posiciones y 8 conductores.
El conector 8P8C consta de una conexión de enchufe y enchufe, con un enchufe macho y un enchufe hembra. Para transmitir energía a través del conector, el enchufe tiene ocho contactos, correspondientes a los ocho conductores de la toma de corriente. Además de los conectores Ethernet, las conexiones 8P8C se encuentran a menudo en aplicaciones informáticas y cables de comunicación.
- Conector subminiatura tipo D: D- Los conectores ultraminiatura, como los conectores 8P8C, son ampliamente utilizados en aplicaciones informáticas, pero en diferentes capacidades: se utilizan como puertos críticos (RS232) en módems. En comparación con otros conectores de computadora más nuevos, los conectores subminiatura Tipo D son actualmente muy grandes, a pesar del nombre “Ultra Miniature”. Los conectores subminiatura de tipo D consisten en dos o más filas de diferentes recuentos de pines y componentes metálicos en forma de D que protegen y definen la forma del conector (o zócalo, según el género del conector). Si hay pines, el conector es un conector macho, llamado enchufe; Un dispositivo receptor equivalente se llama zócalo, que alberga los contactos a los que se deben conectar los pines para transmitir energía. Las características de esta variante incluyen la capacidad de proteger contra interferencias electromagnéticas.
- Conectores DC: Los conectores de corriente continua (CC) proporcionan corriente continua a la aplicación especificada y deben usarse con precaución para evitar dañar el dispositivo. Los enchufes de CC y los conectores de alimentación de CC coaxiales son dos tipos comunes de conectores de CC utilizados para conectar dispositivos a la alimentación.
- Conector USB: La conectividad de bus serie universal es un dispositivo de interfaz compacto que puede conectarse a más de 127 dispositivos. Una computadora portátil normal generalmente incluye al menos dos puertos USB para conexiones externas a través de una conexión USB, mientras que una computadora de escritorio estándar tiene cuatro puertos USB. Dado que el conector USB se puede insertar y desconectar cuando el dispositivo conectado está energizado, se usa ampliamente en sistemas informáticos que deben estar constantemente conectados y separados de dispositivos externos, lo cual es un requisito al transferir datos.
Hay muchas versiones USB, al igual que los diversos conectores. Los conectores USB 1.0, 2.0 y 3.0 se pueden utilizar tanto para conexiones de baja velocidad como de alta velocidad, los modelos USB 1.0 admiten conexiones de teclado y ratón y los modelos USB 2.0 se conectan al mismo dispositivo más rápido.
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