硬件設計如何選擇連接器？

2017年04月27日 13:16

　　硬件設計如何選擇連接器？

　　電子產品的設計越來越趨向于模塊化，不同功能模塊經過有機結合可快速打造出、性能各異的產品，而其中模塊的連接就顯得尤為重要，下面是一位硬件工程師分享的一些關于連接器選擇的經驗。

　　連接器就像程序的函數接口，設計合理了，將來產品維護、升級、移植都會事半功倍，使產品保持持久的生命力；設計不合理，造成將來維護、升級時困難重重，牽一發而動全身，zui終使產品失去競爭力，連接器的重要性不言而喻。

　　連接器，也就是工程師俗稱的接插件，用于把兩個電路板或電子設備連接起來，實現電源或信號的傳輸。通過連接器，可以使電路模塊化，簡化電子產品的裝配過程，使產品便于維護、升級。

　　連接器種類非常多，常見的種類有通信接口端子、接線端子、線對板連接器、板對板連接器等。每個種類又可細分為若干類，如：

　　板對板連接器包括排針排母、PC104、板對板連接器等；

　　線對板連接器包括FPC連接器、IDC插座、簡易牛角座等。

　　對于模塊化的電路，連接器的選型有著*的作用，那么在選擇連接器的時候我們應該從哪些角度去考慮適合硬件使用的連接器呢？

　　引腳、間距

　　引腳數、引腳間距是連接器選型的基本依據。選擇多少引腳數的連接器取決于需要連接的信號數量。對于一些貼片式連接器，如下圖的貼片排針，引腳數不宜過多。因為在貼片機焊接過程中，由于高溫作用，連接器塑料會受熱變形，中部隆起，造成引腳虛焊。我們的P800Flash編程器在研發早期曾用這種排針、排母做板間連接，結果樣機排針的引腳大面積虛焊。換成2個引腳數減半的排針后，再沒出現過虛焊。

　　如今電子設備向小型化、精密化發展，連接器的引腳間距也從2.54mm到1.27mm再到0.5mm。引腳間距越小，對生產工藝要求就越高。引腳間距應視公司生產工藝水平而定，盲目追求小間距，會造成生產和維修的困難。

　　電氣性能

　　連接器的電氣性能主要包括：極限電流、接觸電阻、絕緣電阻和抗電強度等。連接大功率電源時，需留意連接器的極限電流；傳輸高頻信號如LVDS、PCIe等信號時，需留意接觸電阻。連接器應具有低且恒定的接觸電阻，一般是幾十mΩ至數百mΩ。

　　環境性能

　　連接器環境性能主要包括：耐溫、耐濕、耐鹽霧、振動、沖擊等。根據具體的應用環境選擇。如應用環境較為潮濕時，對于連接器的耐濕、耐鹽霧要求就高，避免連接器的金屬觸點被銹蝕。在工控領域，對連接器抗振動沖擊性能要求就高，以免連接器在振動過程中脫落。

　　機械性能

　　連接器機械性能包括拔插力、機械防呆等。機械防呆對連接器非常重要，一旦插反，很可能對電路造成不可逆的損傷！

　　拔插力分為插入力和分離力。相關標準中有規定zui大插入力和zui小分離力，從使用角度看，插入力要小，分離力要大。分離力過小會降低接觸的可靠性，然而對于經常需要插拔的連接器，分離力過大會增加拔出難度，降低機械壽命。

　　以我們的P800Flash編程器為例，在前期研發過程中曾選用下圖所示的牛角連接器作為編程器和適配板間的連接器。這種連接器接觸緊密，成本低。缺點是機械防呆不明顯，分離力過大。在更換編程器適配板過程中，需借助工具如鑷子才可將這對連接器分離開，影響用戶體驗。

　　為解決連接器分離力過大的問題，我們設計了結構復雜的輔助起拔器，增加成本的同時，拔出效果卻不明顯。

　　之后我們設計了一個鈑金蓋板，將適配板固定到蓋板上，通過拔蓋板實現分離連接器的目的。實際測試效果并不理想，甚至出現連接器塑料邊崩裂、針腳歪斜的現象。

　　為了減小連接器分離力，方便用戶插拔適配板，我們做出了很多嘗試，終于在摸索的道路上找到了一盞明燈，zui終選用下圖所示的連接器，并修改PCB和產品外殼結構。

　　實際測試表明，這種連接器由于插槽具有*方向性，防呆效果明顯，且插入力小，分離力適中，插拔手感佳，極大地提升了插拔件的使用便利性。

　　“細節決定成敗”，正是連接器這種一個個不起眼的細節，決定了產品是否具有良好的用戶體驗，是否能保持足夠的競爭力，切記不可隨意而為！

免責聲明

凡本網注明“來源：儀表網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-儀表網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：儀表網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
本網轉載并注明自其它來源（非儀表網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點或和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。