設(shè)計(jì)中的溫度挑戰(zhàn)

【摘要/前言】

去年的冬天格外的冷。通常，極寒對(duì)應(yīng)的多半是炎炎酷暑。去年，多地都曾出現(xiàn)40°C的高溫天氣，甚至引發(fā)了大家對(duì)于鐵軌、汽車是否會(huì)被融化，開(kāi)啟了腦洞大開(kāi)的臆想。

因此，大家都開(kāi)始擔(dān)心這些高溫的隱患對(duì)于電子產(chǎn)品的影響。熱管理和溫度降低一直是設(shè)計(jì)者不得不著重考慮的要素，這涉及產(chǎn)品安全。同時(shí)，溫度和功率密切相關(guān)，特別是當(dāng)涉及到連接器時(shí)。

【電 阻】

每個(gè)電路都有電阻，其值可能很小，但當(dāng)電力通過(guò)該電路時(shí)，任何電阻都會(huì)導(dǎo)致一些能量轉(zhuǎn)化為熱量。在有足夠功率的情況下，這會(huì)導(dǎo)致終端的溫度上升，從而導(dǎo)致其周圍的一切溫度隨之上升。

出于這個(gè)原因，了解產(chǎn)生多少熱量是很重要的。與許多連接器制造商一樣，Samtec會(huì)公布載流能力圖表，特別是我們的電源連接器。 下面是一個(gè)例子，取自mPOWER?系列的電源連接器。該圖表顯示了在特定環(huán)境溫度下觸點(diǎn)的最大額定功率。

通過(guò)以上例子，我們可以看到，70°C的環(huán)境溫度要求我們將通過(guò)觸點(diǎn)的電流減少20%。假設(shè)，把這些信息放到一個(gè)真實(shí)世界的安裝環(huán)境中，我們可以看到，外部條件對(duì)連接器的性能起著重要作用。

我們還需要考慮連接器本身的工作溫度。這通常會(huì)受到連接器設(shè)計(jì)中使用的材料的限制，特別是絕緣體使用的塑料。在我們的假設(shè)例子中，連接器的工作溫度范圍可能是125°C，對(duì)于裝有鍍金觸點(diǎn)的Samtec連接器來(lái)說(shuō)是很典型的。

Samtec也生產(chǎn)帶有鍍錫觸點(diǎn)的連接器，作為一種更經(jīng)濟(jì)的選擇。然而，需要注意的是，鍍錫觸點(diǎn)的工作溫度更低。

【解決溫度問(wèn)題】

對(duì)于溫度和額定電流的問(wèn)題，有幾種解決方案。最簡(jiǎn)單的方法是使用具有較大觸點(diǎn)的連接器。管理電氣端子的額定電流的關(guān)鍵因素之一是其質(zhì)量。一個(gè)有更多材料的大型端子應(yīng)該有更低的電阻，能夠承載更多的功率。然而，我們正在努力為未來(lái)的緊湊型設(shè)計(jì)尋找解決方案，較大的連接器并不能滿足便捷的設(shè)計(jì)要求。

解決這個(gè)問(wèn)題的另一個(gè)方法是使用更大間距的連接器。間距是一個(gè)術(shù)語(yǔ)，用來(lái)描述電氣和電子元件內(nèi)端子之間的距離。更大的間距將有助于散熱，這將導(dǎo)致在額定的電流下減少溫度上升。然而，這也會(huì)導(dǎo)致連接器更大，這并不能解決我們的設(shè)計(jì)問(wèn)題。

更周到的方法是考慮端子本身。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括一個(gè)固定的公端，它被插入到一個(gè)插座或母端中。母端的配合區(qū)域被分割或分叉，兩部分提供一個(gè)恒定的力以確保電的連續(xù)性。兩個(gè)端子之間的實(shí)際接觸面很小。然而，替代的端子設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)更高的性能。

【Samtec解決方案 Solutions】

Samtec提供具有一系列端子設(shè)計(jì)的連接器產(chǎn)品，使您能夠?yàn)槟膽?yīng)用選擇合適的連接器。無(wú)論你在選擇電源連接器時(shí)做出何種選擇，了解環(huán)境對(duì)設(shè)計(jì)的影響將至關(guān)重要。

幸運(yùn)的是，Samtec提供了一系列的信息，包括溫度降額圖，使您能夠做出明智的選擇。