淺談連接器的基本知識

1.連接器的作用

連接器又稱接插件，主要是在電子產(chǎn)品、電力設(shè)備中提供方便的電氣插拔式連接，廣泛地應(yīng)用于電子設(shè)備當(dāng)中，使得電子產(chǎn)品的生產(chǎn)、維修效率得以極大提高。由于大量采用插拔式連接，其連接的可靠性、接觸點電阻的大小對于產(chǎn)品的質(zhì)量來說就越來越重要，因此必須對所采用的連接器的性能進(jìn)行全面的了解，以便合理正確地使用連接器。

2.常見的連接器實物圖及特點應(yīng)用如表1所示。

表1 常見的連接器實物外形及特點應(yīng)用

3. 連接器的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品分類

（1） 連接器的基本結(jié)構(gòu)

①接觸件。它是連接器完成電連接功能的核心零件，一般由陽極接觸件和陰極接觸件組成接觸對，通過陰、陽接觸件的插合完成電連接。

陽極接觸件為剛性零件，其形狀為圓柱形（圓插針）、方柱形（方插針）或扁平形（插片）。陽極接觸件一般由黃銅、磷青銅制成。

陰極接觸件即插孔，它是接觸對的關(guān)鍵零件，依靠彈性結(jié)構(gòu)在于插針插合時發(fā)生彈性變形而產(chǎn)生彈性力與陽性接觸件形成緊密接觸，完成連接。插孔的結(jié)構(gòu)種類很多，有圓筒型（劈槽、縮口）、音叉型、懸臂梁型（縱向開槽）、折疊型（縱向開槽，“9”形）、盒形（方插孔）以及雙面面線簧插孔等。

②絕緣體。絕緣體也常稱為基座或安裝板，它的作用是使接觸件按所需要的位置和間距排列，并保證接觸件之間和接觸件與外殼之間的絕緣性能。良好的絕緣電阻、耐電壓性能以及易加工性是選擇絕緣材料加工成絕緣體的基本要求。

③殼體。殼體也稱外殼（視品種而定），是連接器的外罩，它為內(nèi)裝的絕緣安裝板和插針提供機(jī)械保護(hù)，并提供插頭和插座插合時的對準(zhǔn)，進(jìn)而將連接器固定到設(shè)備上。

④附件。附件分結(jié)構(gòu)附件和安裝附件。結(jié)構(gòu)附件如卡圈、定位鍵、定位銷、導(dǎo)向銷、連接環(huán)、電纜夾、密封圈及密封墊等。安裝附件如螺釘、螺母、螺桿及彈簧圈等。附件大都有標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。

（2） 連接器產(chǎn)品分類

從技術(shù)上看，連接器產(chǎn)品類別只有兩種基本的劃分辦法：按外形結(jié)構(gòu)可分為圓形和矩形（橫截面）；按工作頻率分低頻和高頻（以3MHz為界）。

按照上述劃分，同軸連接器屬于圓形，印制電路連接器屬于矩形（從歷史上看，印制電路連接器確實是從矩形連接器中分離出來自成一類的），而目前流行的矩形連接器其截面為梯形，近似于矩形。以3MHz為界劃分低頻和高頻，與無線電波的頻率劃分也基本一樣。

4.連接器的基本性能

連接器的基本性能可分為三大類：即機(jī)械性能、電氣性能和環(huán)境性能。

（1） 機(jī)械性能

就連接功能而言，插拔力是重要的機(jī)械性能。插拔力分為插入力和拔出力（拔出力亦稱分離力），兩者的要求是不同的。

另一個重要的機(jī)械性能是連接器的機(jī)械壽命。機(jī)械壽命實際上是一種耐久性指標(biāo)，在國標(biāo)GB5095中把它叫做機(jī)械操作。它是以一次插入和一次拔出為一個循環(huán)，以在規(guī)定的插拔循環(huán)后連接器能否正常完成其連接功能（如接觸電阻值）作為評判依據(jù)。

連接器的插拔力和機(jī)械壽命與接觸件結(jié)構(gòu)（正壓力大?。?、接觸部位鍍層質(zhì)量（滑動摩擦因數(shù)）以及接觸件排列尺寸精度（對準(zhǔn)度）有關(guān)。

（2） 電氣性能

連接器的主要電氣性能包括接觸電阻、絕緣電阻和抗電強(qiáng)度。

①接觸電阻。高質(zhì)量的電連接器應(yīng)當(dāng)具有低而穩(wěn)定的接觸電阻。連接器的接觸電阻從幾毫歐到數(shù)十毫歐不等。

②絕緣電阻。衡量電連接器接插件之間和接觸件與外殼之間絕緣性能的指標(biāo)，其數(shù)量級為數(shù)百兆歐至數(shù)千兆歐不等。

③抗電強(qiáng)度?？闺姀?qiáng)度也稱耐電壓、介質(zhì)耐壓，是表征連接器接觸件之間或接觸件與外殼之間耐受額定試驗電壓的能力。

④其他電氣性能。電磁干擾泄露衰減是評價連接器的電磁干擾屏蔽效果，電磁干擾泄露衰減是評價連接器的電磁干擾屏蔽效果，一般在100MHz“10GHz頻率范圍內(nèi)測試。

對射頻同軸連接器而言，還有特性阻抗、插入損耗、反射系數(shù)和電壓駐波比等電氣指標(biāo)。由于數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，為了連接和傳輸高速數(shù)字脈沖信號，出現(xiàn)了一類新型的連接器即高速信號連接器，相應(yīng)地，在電氣性能方面，除特性阻抗外，還出現(xiàn)了一些新的電氣指標(biāo)，如串?dāng)_、傳輸延遲和時滯等。

（3） 環(huán)境性能

常見的環(huán)境性能包括耐溫、耐濕、耐鹽霧、耐振動和耐沖擊等。

①耐溫。目前連接器的最高工作溫度為200oC（少數(shù)高溫特種連接器除外），最低溫度為-65oC。由于連接器工作時，電流在接觸點處產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致溫升，因此一般認(rèn)為工作溫度應(yīng)等于環(huán)境溫度與接點溫度之和。在某些規(guī)范中，明確規(guī)定了連接器在額定工作電流下容許的最高溫升。

②耐濕。潮氣的侵入會影響連接器絕緣性能，并銹蝕金屬零件。恒定濕熱試驗條件為相對濕度在90%”95%（依據(jù)產(chǎn)品規(guī)范，可達(dá)98%）、溫度為+40±20oC，試驗時間按產(chǎn)品規(guī)定最少為96h。交變濕熱試驗則更嚴(yán)苛。

③耐鹽霧。連接器在含有潮氣和鹽分的環(huán)境中工作時，其金屬結(jié)構(gòu)件、接觸件表面處理層有可能產(chǎn)生電化腐蝕，影響連接器的物理和電氣性能。為了評價電連接器耐受這種環(huán)境的能力，規(guī)定了鹽霧試驗。它是將連接器懸掛在溫度受控的試驗箱內(nèi)，用規(guī)定濃度的氯化鈉溶液用壓縮空氣噴出，形成鹽霧大氣，其暴露時間由產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定，至少為48h。

④耐振動和沖擊。耐振動和沖擊是電連接器的重要性能，在特殊的應(yīng)用環(huán)境中如航空和航天、鐵路和公路運(yùn)輸中尤為重要，它是檢驗電連接器機(jī)械結(jié)構(gòu)的堅固性和電接觸可靠性的重要指標(biāo)。在有關(guān)的試驗方法中都有明確的規(guī)定。沖擊試驗中應(yīng)規(guī)定峰值加速度、持續(xù)時間和沖擊脈沖波形以及電氣連續(xù)性中斷的時間。

⑤其他環(huán)境性能。根據(jù)使用要求，電連接器的其他環(huán)境性能還有密封性（空氣泄漏、液體壓力）、液體浸漬（對特定液體的耐惡習(xí)化能力）和低氣壓等。