優質連接器設計(尤其是旨在減少電磁干擾的連接器)的構成要素是什么？
很少有組件像連接器一樣經受極端條件的考驗。從商用飛機、軍用車輛到醫用呼吸機，連接器都需要能夠承受極端條件的變化。
連接器必須能夠可靠地運行，無論是快速的溫度波動和濕度變化，還是持續的振動、沖擊和信號干擾，以確保用戶能夠完成工作。
連接器專家PEI-Genesis公司客戶應用工程師Ammarlokhandwalla解釋說：行業標準D38999是一種軍用規格的連接器，最初是在20世紀70年代設計的，現在是第三代設計。
據他說，像其他類似的連接器一樣，它由一些基本部件組成：硬殼，用于放置帶腳或觸點的孔氯丁橡膠嵌件，有時在殼體上添加背板，以提供額外的屏蔽和耐久性。
在選擇連接器時，工程師需要根據其應用程序考慮各種特性。主要考慮因素之一是電氣端子和外殼的材料選擇。例如，雖然銅提供了更好的導電性和導熱性，但鋁更便宜，更容易成型和涂層。
Lokhandwalla解釋說:雖然銅可能是高壓工業應用(散熱和導電至關重要)的常用材料，但鋁可能更適合航空航天和軍事應用(重量和耐腐蝕性更重要)。
進入保護是另一個需要考慮的因素。工業食品飲料生產領域的連接器必須密封，使設備和機械能夠滿足輪班沖洗時的防水要求。
Lokhandwalla說:這種保護可以應用于海洋應用，如石油和天然氣領域，可能需要很長時間才能完全浸入水中。在這些應用中，可能需要選擇聚碳酸酯連接器，并使用合適的O形圈和索環提供防潮密封。
雖然鋁是許多建筑、鐵路、工業和軍事連接器材料的首選，但鋁仍可能需要電鍍以提高其耐腐蝕性，提供進一步的電磁屏蔽，以滿足迷彩和顏色的需要。
Lokhandwalla解釋說：一些軍事應用使用橄欖棕色，這是一種歷史上使用過的有毒鎘涂層。但近年來，它被符合RoHS和REACH法規的黑鋅鎳電鍍所取代。如果設計正確，這種黑色涂層可以提供與鎘涂層相同的性能，并能承受500多小時的鹽霧噴射。
根據Lokhandwalla的說法，并不是所有的連接器觸點都能端接焊料。在某些極端條件下，應用程序的工作溫度可能超過焊料的熔點，導致連接失敗。對于有風險的應用，工程師可能更愿意指定壓接連接器。
Lokhandwalla指出，在壓接過程中，通過機械地將觸點擠壓在一起，可以保證它們在任何溫度下保持接觸，從而將其連接到導線上。壓接不同于焊接連接方式。后者通過線眼或鉤子將電線送入焊接，壓接涉及材料變形。端子需要用特殊的壓接工具鎖定在一起。
電磁干擾
PEIGenesis產品經理JakubKosinski表示，電子設備對電磁干擾(EMI)敏感，連接器也不例外。在幾乎所有的應用中，工程師都非常關注EMI，尤其是在關鍵任務軍事通信、電子航空電子設備和醫療應用等信號完整性非常重要的情況下。在這種情況下，EMI可能會導致錯誤的傳輸命令、控制調整和醫療數據，并可能導致致命的后果。
根據Kosinski的說法，解決EMI電阻最重要的方面是外殼，包括形狀。外殼材料是抵抗EMI的第一道防線。導電金屬外殼是一個理想的選擇，因為任何引入或引入的電磁波都會感應到外殼中的電流，從而使能量從波中流失。因此，與其他非導電外殼(包括塑料外殼)相比，它們起到絕緣屏蔽的作用。非導電外殼不能阻擋EMI，可以使干擾不受阻礙地通過。
殼體材料非常重要，即使是最微妙的變化也會帶來很大的差異。傳統的耐電磁干擾外殼鍍鎘以減少腐蝕。這種薄涂層還可以提高材料對EMI的不透明度。
不幸的是，鎘對腎臟、骨骼和呼吸系統有毒。但Kosinski說：最近，越來越多的外殼鍍鋅鎳符合有害物質限制的要求——鋅鎳具有類似的EMI屏蔽和耐腐蝕性，但不使用鎘，因此不會對健康產生負面影響。
第二道防線是連接器外殼的形狀。
Kosinski解釋說:比如想象一個矩形外殼，它鋒利的邊緣會成為EMI泄漏到連接器和連接器的弱點，平坦的表面會形成即興波導，EMI會被捕獲并干擾自己，從而產生更多的電磁噪音。
因此，他認為，使用光滑的鍍鋅鎳合金不銹鋼外殼可以嚴格限制連接器發出或吸收的EMI能量。專門設計了AmphenolM85049、Polamco35系列、SunbankM85049等后殼，可與電纜編織層連接360°，為電線本身提供最佳的EMI保護。
這樣，EMI就不會從連接中泄露，但是如果EMI是由布線本身產生或已經存在的呢？
這可以從兩個角度解決，Kosinski建議，首先是使用編織同軸電纜。與導電連接器外殼一樣，同軸電纜具有導電護套，可以保護信號線免受EMI的侵害。為了獲得最佳保護，同軸電纜護套應接地到連接器的后殼，以允許EMI感應電流逸出。
Kosinski接著說：第二種方法是在連接器中添加濾波器組件。這些組件可以通過功率和信號頻率進行調整，但EMI頻率可以消除。使用過濾器非常方便，因為它可以很容易地應用于通常嘈雜的網絡，而且幾乎不需要重新設計設備或重新設計。
應盡早設計
Lokhandwalla指出：我認為在產品設計過程中考慮連接器設計是制造商犯的最大錯誤之一的最大錯誤之一。這通常會導致重新設計，從而延遲產品的上市時間。
他認為，重要的是，連接器可能受到物理設計的限制，比如最小線規或觸點數量，所以在這個過程中盡快與連接器供應商協商是非常重要的。在PEI-Genesis中，我們可以為客戶提供連接器的3D線模型，客戶可以將其放入設計中查看是否合適。
如果沒有，Lokhandwalla說:我們的工程團隊可以幫助改進或重新設計現有的設計，或者完全提出其他符合規格的連接器。這包括更改螺紋、卡口和摩擦附件，或后殼等附件，或防塵蓋等簡單特性。