作者：Art Pini

　　隨著電源電壓降低和負載電流成比例增加，必須最大限度地降低電阻功率損耗和壓降，以提高效率和熱管理。電動汽車 (EV)、航空航天和工業電子等電源應用也會使電路受到沖擊、振動和極端溫度的影響。

　　設計人員必須了解這些要求，以確保他們選擇并正確應用機械堅固、保持電氣完整性并在擴展溫度范圍內運行的電源連接器。

　　本文討論了最苛刻的環境和應用中電源連接器的選擇和使用。然后介紹了Harwin的示例電源連接器 ，并展示了如何使用它們來實現出色的電源完整性和低損耗，同時保證機械可靠性。

　　高功率互連的注意事項

　　將高電流和高電壓連接到印刷電路板(PC 板)需要非常小心。連接不良可能會導致電力損失和意外的電力故障。如果互連也受到極端溫度、沖擊或振動的影響，問題可能會成倍增加。額定電流不足的電源連接器可能會迫使設計人員使用多個觸點來獲得所需的電流水平，從而導致更大的連接器具有更多觸點和額外的印刷電路板空間。多個電流路徑還會增加不正確插入的機會，從而導致單個觸點上出現過電流。這些問題的解決方案是使用具有正確單觸點額定電流的電源連接器。

　　考慮 Harwin Kona系列連接器(圖 1)。這些連接器的額定每個觸點可處理 60 安培 (A) 電流，最高可承受 3000 伏交流 (VAC)(持續 1 分鐘)和 1500 伏交流或直流 (VDC) 峰值工作電壓，即使在 極端溫度、沖擊和振動環境下也是如此。

　　圖 1：Kona 系列電源連接器在 1500 VAC 下每個觸點可處理高達 60 A 的電流，版本包括插頭、面板安裝和電纜安裝。 (圖片來源：Harwin Inc.)

　　Kona 連接器有兩個、三個或四個觸點單排外殼可供選擇。配置包括印刷電路板接頭、面板安裝件以及具有各種鎖定裝置的公頭和母頭電纜安裝件。它們可用于電纜對板和電纜對電纜的配合。

　　這些連接器使用間距為 8.5 毫米 (mm)(0.335 英寸 (in.))的觸點。這種間距，以及每個都被極化鍵控結構覆蓋的單獨凹進觸點，確保了連接器的高電壓和電流額定值。該設計還有助于防止由于插接不良和隨機物理撞擊而造成的意外損壞。

　　該連接器系列的高額定電流和可靠性的秘訣在于六指公觸點(圖 2)。

　　圖 2：六指公端子對母端子的內壁提供正法向彈簧力，以確保即使在存在沖擊和振動的情況下也能實現良好的連接。 (圖片來源：Harwin Inc.，已修改)

　　Kona 系列觸點由鈹銅制成，允許最高工作溫度范圍為 -65°C 至 150°C，并且鍍有耐用的硬酸金涂層，可防止長期暴露在惡劣環境中。觸點的額定插配次數為 250 次，插配對的接觸電阻為 2 毫歐 (mΩ) 或更小。在最大額定電流 60 A 時，接觸對上的壓降僅為 0.12 伏。

　　用于板安裝的接頭座

　　Harwin Kona KA1-MV10405M1是用于印刷電路板安裝的四觸點垂直接頭示例(圖 3)。

　　圖 3：Kona KA1-MV10405M1 接頭有四個觸點。顯示了觸點 1 的清晰可見識別標記和安裝螺柱。 (圖片來源：Harwin Inc.)

　　插頭主體由玻璃填充的高溫熱塑性塑料制成，包括四個凹進式六指公觸點以及 4.5 毫米(0.185 英寸)印刷電路板焊尾。清晰可見的壓紋標記提供接頭方向和觸點 1 識別。內螺紋螺釘鎖和板安裝螺柱為插孔連接器提供配合鎖，并使用KA1-4240000開槽板安裝螺母機械安裝到印刷電路板。提供帶有直角、水平安裝觸點和替代鎖定裝置的接頭座。 Make-before-lock 用于防止鎖定過程中損壞的可能性。

　　用于電纜和面板安裝的插座

　　Kona KA1-2010498F1(圖 4，左)是四觸點、電纜安裝插座外殼，使用單獨的觸點，例如 Harwin Kona KA1-0400005(圖 4，右)。該外殼可與上面的 KA1-MV10405M1 四觸點插頭配合。

　　圖 4：所示為 KA1-2010498F1 四觸點插座外殼(左)及其護罩延伸部分以及與外殼一起使用的母焊接觸點(右)。 (圖片來源：Harwin Inc.)

　　母電纜安裝外殼包括帶極化鍵的護罩延伸件，可防止與母插座觸點意外連接，并為配合觸點提供電氣隔離。 Kona KA1-0400005 連接器插座觸點使用焊接連接到電纜。這些觸點專為 #8 AWG 設備線而設計。建議使用最大直徑為 7.5 毫米(0.295 英寸)的硅橡膠絕緣材料。

　　標準性別連接器配有浮動翼形螺釘，帶有用于扭矩螺絲刀的六角套筒腔。反向固定硬件，鎖定方向翻轉，具有 5.2 毫米長的面板安裝螺柱，用于在外殼上進行前面板安裝。鎖定硬件采用耐腐蝕不銹鋼。

　　用于電纜和面板安裝的插頭

　　Kona KA1-3010498M5(圖 5，左)是 KA1-2010498F1 外殼的公頭電纜安裝版本，它使用KA1-1410005針觸點(圖 5，右)。

　　圖 5：所示為四觸點 KA1-3010498M5 公頭外殼(左)和與外殼一起使用的六指公頭觸點的焊接版本(右)。 (圖片來源：Harwin Inc.)

　　公頭或插頭外殼使用六指公頭觸點的焊接版本，其設計為使用與母頭版本相同的 #8 AWG 電線。該型號連接器使用反向固定鎖定翼形螺釘，與帶有反向固定硬件的母連接器配合用于面板安裝。還提供標準鎖定硬件。

　　體積小、重量輕

　　鑒于其額定值為 60 A 和 3000 V，連接器的物理尺寸很小(圖 6)。

　　圖 6：Kona 插座外殼的尺寸圖顯示了其小尺寸。 (圖片來源：Harwin Inc.)

　　四個接觸連接器的長度 (A) 為 50 毫米(1.97 英寸)、寬度為 12.5 毫米(0.49 英寸)、高度為 18 毫米(0.71 英寸)。與插頭連接器配合的插座電纜外殼距離印刷電路板的高度為 21.7 毫米(0.85 英寸)。配對的重量約為 25 克 (g) (0.88 盎司 (oz))。

　　檢測標準

　　所有 Kona 連接器設計均已根據 EIA-364 的相應部分進行了測試。電氣測試包括接觸電阻、功率、耐壓、絕緣電阻。機械測試包括沖擊和振動、插入和拔出力、熱沖擊、濕度和鹽霧。振動規格為 20 g峰值，持續 12 小時 (hr)，無接觸故障。同樣，沖擊規格為 100 g，持續 6 毫秒 (ms)，無接觸故障。

　　除了耐沖擊和振動能力(使連接器適合電動汽車電源連接)之外，Kona 連接器還滿足 NASA 和 ESA 的除氣要求，使其成為航天、航空電子和無人機 (UAV) 應用的理想選擇。

　　屏蔽干擾

　　在對電磁干擾 (EMI) 和射頻干擾 (RFI) 有限制的應用中，Kona 連接器為電纜和插頭連接器提供了一系列輕質鋁制后殼(圖 7)。

　　圖 7：對于 EMI/RFI 保護，可以使用帶有連接到扎帶的柔性編織物的鋁制后殼。 (圖片來源：Harwin Inc.)

　　后殼設計用于容納耐磨的柔性金屬編織物，并配有扎帶以將編織物固定到外殼上。背殼和編織層的組合提供屏蔽，以實現有效的 EMI/RFI 保護。此外，后殼還為電纜提供了額外的應力消除。

　　裝配工裝

　　Kona 連接器需要最少的工具。由于電纜觸點是焊接的，因此無需使用工具即可將其推入插入。如果需要拆卸或更換觸點，可以使用拆卸工具。螺絲刀也可用于擰緊或松開安裝螺柱上的開槽螺母。

　　結論

　　Kona 8.5 毫米間距、高可靠性連接器系列可確保最苛刻環境中的電源完整性。這些連接器提供快速、簡單的插接過程，不需要額外的工具。它們非常適合航空電子設備、無人機、衛星、電動汽車以及在極端環境下運行的高功率系統的其他應用。