Как выбрать разъемы питания постоянного тока:основы

Эта статья призвана упростить процесс выбора разъема питания постоянного тока с обзором типов, основных спецификаций и общепринятой номенклатуры, а также рассмотрением аудио и Разъемы USB в силовых приложениях.

Выбор разъема питания постоянного тока - это часто упускаемый из виду аспект окончательной разработки инженеров. Хотя это относительно простой и понятный компонент, разъемы питания постоянного тока все же требуют базовых знаний, чтобы выбрать правильный разъем.

Роль разъемов питания постоянного тока

Также известные как цилиндрические соединители, силовые соединители постоянного тока будут иметь номинальные значения тока и напряжения, указанные производителем для обеспечения надежности в приложениях для подачи энергии. Гнездо и вилка стандартного разъема питания постоянного тока обычно имеют два проводника. Один проводник оголен, а второй - утоплен, что помогает предотвратить случайное короткое замыкание между двумя проводниками. Поскольку цилиндрические соединители почти всегда используются для подачи питания на конечное приложение, практически отсутствует риск повреждения других компонентов из-за подключения соединителя питания постоянного тока к неправильному порту.

Общая номенклатура разъемов питания постоянного тока

В электронной промышленности существуют три общепринятые конфигурации разъемов питания постоянного тока:разъем, вилка и розетка. Разъем питания постоянного тока отвечает за получение питания и обычно устанавливается на печатной плате или шасси электронного устройства. Розетки постоянного тока также предназначены для получения питания, но вместо этого находятся на конце шнура питания. Наконец, вилки питания постоянного тока обеспечивают питание от источника питания путем подключения к подходящему разъему или розетке постоянного тока. На рисунке 1 ниже показаны эти общие конфигурации.

Рисунок 1. Типичные конфигурации разъемов питания постоянного тока.

Гендерные определения разъемов питания постоянного тока

В то время как определения разъемов, вилок и розеток хорошо стандартизированы в отрасли, гендерные определения разъемов питания постоянного тока менее таковы. Многие инженеры просто следуют гендерным соглашениям в отрасли радиочастотных разъемов, которые определяют пол цилиндрического разъема на основе конфигурации центрального контакта. Следовательно, разъемы питания постоянного тока с центральным контактом обычно определяются как вилочные разъемы, а ответный разъем - как розетки. Эту определяющую линию иногда можно запутать при рассмотрении разницы между штекерами и розетками и вилками, но на Рисунке 2 приведены примеры, помогающие прояснить ситуацию.

Рисунок 2. Примеры вилок и розеток типа "папа" и "мама".

Размеры соединителя ствола

Несколько ключевых характеристик при выборе подходящего цилиндрического соединителя - это диаметр внутреннего штифта и наружной втулки. В таблицах ниже перечислены наиболее распространенные диаметры для этих спецификаций.

Рисунок 3. Общие диаметры внутреннего штифта и наружной втулки.

Хотя общий зазор еще не стандартизован, внутренний диаметр втулки, которая соприкасается с внутренним штифтом, должен быть немного больше, чем у ответного штифта. Когда речь идет о внешней втулке и ответном соединителе, зазор не является критическим для правильного функционирования соединителя, поскольку ответное соединение с внешней гильзой представляет собой консольную плоскую пружину.

Помимо диаметров внутреннего штифта и внешней гильзы, еще одна спецификация разъема питания постоянного тока, на которую следует обратить внимание, - это глубина вставки. Дизайнер часто обнаруживает, что глубина вставки домкрата меньше длины цилиндра вилки. Это связано с тем, что в некоторых случаях важно учитывать глубину стенки корпуса.

Если эта дополнительная глубина не будет учтена, длина ствола может оказаться слишком короткой для правильного соединения с домкратом в установке. В других случаях, когда не требуется, чтобы ствол заглушки был полностью закрыт при установке в домкрат, допустима длина ствола, превышающая коэффициент глубины вставки.

Коннекторы питания постоянного тока

Стандартный разъем питания постоянного тока или вилка имеет два проводника с центральным контактом, как правило, для питания, а внешняя втулка, как правило, для заземления. Однако изменение этой конфигурации проводов допустимо. Третий проводник, который образует переключатель с проводом внешней гильзы, также доступен в некоторых моделях силовых разъемов. Этот переключатель можно использовать для обнаружения или индикации вставки штекера или для выбора источников питания в зависимости от того, вставлен штекер или нет.

Рисунок 4. Конфигурации проводников цилиндрического соединителя.

Варианты монтажа

Как и в случае со многими другими компонентами, существует несколько вариантов подключения разъема питания постоянного тока к конечному приложению.

Гнезда питания постоянного тока для монтажа на панели обеспечивают удобство установки в любом месте корпуса продукта за счет необходимости использования проводов для подключения к электронной схеме. Когда дело доходит до разъемов питания постоянного тока на печатной плате, наиболее распространенными являются поверхностный монтаж (SMT) и сквозное отверстие в горизонтальной или вертикальной ориентации.

В ряде разъемов питания постоянного тока с подключениями сигналов SMT также будут сквозные штыри или выступы для дополнительной фиксации разъема на печатной плате. Эти вкладки могут быть или не быть электрически соединены, но они будут припаяны к печатной плате через сквозное отверстие.

Другие формы стабилизирующих штифтов непроводящие и вставляются в отверстия в печатной плате с натягом. Разъемы питания постоянного тока SMT среднего монтажа - еще один вариант, когда разъем находится в отверстии, выходящем из печатной платы, создавая более низкопрофильный вариант для приложений с ограниченным пространством.

Аудиоразъемы, используемые для подачи питания

Даже с возможностью передачи тока и напряжения стандартные аудиоразъемы не рекомендуются для питания электронного приложения. Это связано с тем, что не все производители указывают аудиоразъем для обеспечения необходимого напряжения и тока. Во-вторых, если аудиоштекер был подключен к источнику питания, его оголенные проводники могли легко вызвать случайное короткое замыкание между двумя или более проводниками. Наконец, если бы аудиоразъем подавал питание, его можно было бы легко подключить к другим аудиоразъемам, не предназначенным для получения питания, что может привести к повреждению внутренних компонентов.

USB-разъемы, используемые для подачи питания

В отличие от аудиоразъемов, разъемы USB широко известны своими возможностями подачи питания и передачи данных. Однако их максимальная номинальная мощность была более ограничена до изобретения стандарта USB Type-C.

Разъем USB Type-C с четырьмя контактами питания и четырьмя контактами заземления имеет номинальный ток до 5 А, максимальное номинальное напряжение 20 В и номинальную мощность до 100 Вт. Такая возможность передачи мощности сделала его привлекательным решением для питания. - только приложения из-за широкого распространения USB Type-C и упрощенной интеграции дизайна. Однако в приложениях, где единственной функцией является зарядка или питание, контакты для высокоскоростной передачи данных могут увеличить ненужные расходы. В результате разъемы USB Type-C только с питанием без контактов для передачи данных стали более экономичным вариантом для конструкций с питанием только от источника питания.

Выбор разъемов питания постоянного тока

Если вы вооружитесь правильной информацией, выбор разъема питания постоянного тока не вызовет особых проблем. Обратите внимание на диаметр внутреннего штифта и внешнего рукава, а также на глубину вставки, чтобы обеспечить надлежащее соединение между гнездами и штекерами. CUI Devices предлагает широкий выбор разъемов, вилок и розеток постоянного тока, доступных с различными стилями монтажа и другими конфигурациями, а их руководство по подключению на каждой странице продукта еще больше упрощает процесс поиска совместимых разъемов и вилок.

Отраслевые статьи - это форма содержания, которая позволяет отраслевым партнерам делиться полезными новостями, сообщениями и технологиями с читателями All About Circuits, что не подходит для редакционного содержания. Все отраслевые статьи подлежат строгим редакционным правилам с целью предлагать читателям полезные новости, технические знания или истории. Точки зрения и мнения, выраженные в отраслевых статьях, принадлежат партнеру, а не обязательно All About Circuits или ее авторам.