Zastosowanie przesyłania wysokiego prądu i wysokiego napięcia przez złącza stale rośnie. Zastosowania te obejmują ładowanie pojazdów elektrycznych (EV), akumulatory zapasowe w całym domu oraz akumulatory wspierające inteligentną produkcję i magazynowanie energii. W coraz bardziej rozwijającej się dziedzinie centrów danych jednostki dystrybucji zasilania (PDU), zasilacze bezprzerwowe (UPS), routery i szafy zasilające mogą również zarządzać wysokimi prądami wejściowymi pod wysokim napięciem. To specjalistyczne złącze wymaga również systemów produkcyjnych i fabrycznych, robotów i kontroli środowiska.
Złącza w tych zastosowaniach muszą łączyć wejścia wysokiego prądu i wysokiego napięcia na mniejszej przestrzeni, unikając jednocześnie niepotrzebnych strat. Efektywne przenoszenie mocy jest również ważne, aby zapobiec przegrzaniu spowodowanemu spadkami napięcia, które mogą uszkodzić sprzęt i wywołać pożar. Jednocześnie złącze to musi umożliwiać szybki zautomatyzowany montaż i zapobiegać nieprawidłowemu działaniu, aby zapobiec uszkodzeniu sprzętu i przeróbkom.
Gniazdo COEUR firmy Molex to technologia wysokoprądowa i wysokonapięciowa, odpowiednia dla wielu różnych typów złączy i mogąca zminimalizować rezystancję styków w zastosowaniach wysokoprądowych. Produkty zbudowane w oparciu o gniazda COEUR mogą zapewnić niezawodne połączenia, pomieścić więcej urządzeń na mniejszych przestrzeniach i uprościć procesy produkcyjne.
Podstawowe elementy złączy wysokoprądowych i wysokonapięciowych
Gniazdo COEUR ma kształt stożkowy, z wieloma nachylonymi płytkami sprężynowymi wykonanymi ze złota o wysokiej przewodności, ułożonymi w okrąg (rysunek 1). Średnice wahają się od 3,40 mm do 11,00 mm, a pasujące srebrne szpilki mają wymiary zaciskania.
Złącze gniazdowe COEUR
Rysunek 1: Złącze gniazdowe COEUR ma niską rezystancję styku i nadaje się do zastosowań wysokoprądowych i wysokonapięciowych. Złote sprężyny stykowe mają kształt stożkowy i u góry rozszerzają się na zewnątrz (źródło zdjęcia: Molex)
Trzpień styka się ze sprężyną w najwęższym miejscu stożka, a po przekroczeniu punktu styku sprężyna lekko rozszerza się na zewnątrz w górnej części stożka. Pochylony kształt zapewnia, że każda sprężyna ma eliptyczną powierzchnię styku, a nie tylko punktowy kontakt. Im większa powierzchnia styku, tym niższa rezystancja styku, co zmniejsza spadek napięcia i nagrzewanie się złącza.
Kolejną zaletą tej konstrukcji o niskim oporze styku jest możliwość ściślejszego upakowania elementów elektronicznych, oszczędzając w ten sposób miejsce. Wysokość gniazd COEUR wynosi 10,0 mm, co jest odpowiednie dla różnych sytuacji połączeń, takich jak przewód z płytką, przewód z przegrodą, płytka z płytką i płytka z szyną zbiorczą.
Charakterystyka złączy wysokiego napięcia i prądu
Rozwiązanie przyłączeniowe wykorzystujące technologię gniazda COEUR może wytrzymać wysokie prądy i wysokie napięcia. Na przykład system połączeń pinów i gniazd Sentrality może obsługiwać prądy w zakresie od 75 A do 350 A przy napięciach do 1000 V i rezystancji styków od 0,20 m Ω do 0,40 m Ω. Cechy te umożliwiają systemowi (rysunek 2) skuteczne łączenie płytek drukowanych (PCB) ze sobą lub z szynami zbiorczymi w domowych magazynach energii, automatyce przemysłowej, sieciach i zastosowaniach telekomunikacyjnych.
System łączenia pinów i gniazd Molex Sentrality
Rysunek 2: W systemie połączeń pinów i gniazd Sentrality, gniazda COEUR zapewniają połączenia wysokoprądowe i wysokonapięciowe z płytkami drukowanymi i szynami zbiorczymi. System minimalizuje wysokość układania płytek drukowanych i poprawia tolerancję układania dzięki promieniowej funkcji samonastawności wynoszącej ± 1,00 mm. (Źródło obrazu: Molex)
W złączu przewód-płytka SW1 gniazdo COEUR o rezystancji styku 0,25 m Ω może bezpiecznie przesyłać prądy w zakresie od 120 A do 300 A przy 1000 V, przy średnicach przewodów od 2 do 4/0 AWG (średnica od 0,258 cala do 0,45 cala). Złącza w osłonie z politereftalanu butylenu (PBT) (rysunek 3) są powszechnie stosowane w warsztatach fabrycznych, robotach i domowych urządzeniach do magazynowania energii
Urządzenia interkonektowe Molex SW1 korzystają z gniazd COEUR
Rysunek 3: Urządzenie łączące SW1 wykorzystuje gniazda COEUR do bezpiecznego łączenia kabli wysokiego napięcia i wysokiego napięcia z płytkami drukowanymi i szynami zbiorczymi. Konstrukcja blokująca do przodu, którą można obsługiwać jedną ręką, pozwala również uniknąć zginania kabla podczas wykonywania połączenia pod kątem 90°. (Źródło obrazu: Molex)
Znajdź złącza pasujące do złączy wysokiego napięcia i wysokiego prądu
Technologia gniazd COEUR w największym możliwym stopniu minimalizuje przestrzeń wymaganą do połączeń wysokiego napięcia i prądu. Złącza takie jak system Sentrality mogą utrzymać wysokość układania pomiędzy płytkami PCB lub szynami zbiorczymi w niewielkim zakresie. W przypadku wyboru płytki drukowanej do instalacji w technologii zagniatania lub montażu powierzchniowego (SMT), inna płytka może wybrać wysokość układania stosu wynoszącą 1,50 mm w przypadku montażu zagniatanego, 1,75 mm w przypadku montażu SMT lub 4,50 mm w przypadku montażu śrubowego.
Opakowanie kabla HyperQube do płytki drukowanej lub kabla do złącza magistrali (rysunek 4) jest również bardzo małe i ma wymiary 12,3 mm x 15,5 mm. Złącze to wykorzystuje technologię gniazda COEUR i może obsługiwać prąd o natężeniu od 120 A do przewodów o średnicy od 6 AWG do 2 AWG (o średnicy od 0,162 cala do 0,258 cala) i rezystancji styku 0,20 m Ω. Rozmiar złącza HyperQube wynosi 19,5 mm x 43,7 mm x 17,7 mm.