电连接器的功能选择和参数结构形式选择

1.功能选择

电连接器的最主要任务就是完成应用系统电子设备电路中电信号或电能的有效传输功能，因此选择连接器时最主要的任务是功能选择。

连接器的功能选择必须根据应用系统所执行的任务要求，选择与应用系统电子设备相匹配的连接可靠、使用方便、环境适应性符合要求的电连接器。

2. 参数及结构形式选择

电连接器的参数及结构选择，应根据应用系统电子设备的使用要求进行。

电连接器参数及结构选择要素如表1所示。

1．电气参数选择

电连接器作为机电元件，选用时必须优先考虑电气参数。

选择电连接器时主要考虑的电气参数如下所述。

（1）额定电压

额定电压又称工作电压，它主要取决于电连接器所使用的绝缘材料及接触对的间距。电连接器的额定电压应理解为生产厂推荐的最高工作电压。原则上，电连接器在低于额定电压下都能正常工作。应根据电连接器的耐压（抗电强度）指标，按照使用环境、安全等级要求来合理选用额定电压。

值得注意的是：相同的耐压指标，根据不同的使用环境和安全要求，额定电压是不同的。

（2）额定电流

额定电流又称工作电流。在电连接器的设计过程中，是通过对电连接器的热设计来满足额定电流要求的，因为在接触对有电流流过时，由于存在导体电阻和接触电阻，接触对将会发热。当其发热超过一定限度时，将破坏电连接器的绝缘或形成接触对表面镀层的软化，造成故障。

同额定电压一样，原则上，电连接器在低于额定电流情况下都能正常工作。但需要特别注意的是，对多芯电连接器而言，额定电流必须降额使用（在大电流的场合更应引起重视），芯数越多，降额幅度越大。

不同芯数电连接器接触件额定电流与实际承载电流的对应关系，如表2所示。

（3）接触电阻

接触电阻是指两个接触导体在接触部分产生的电阻。在选用时要注意两个问题：

① 电连接器的接触电阻指标事实上是“接触对”电阻，它包括接触电阻和接触对导体电阻，由于一般情况下导体电阻较小（基本可忽略），因此“接触对”电阻在很多技术规范中被称为接触电阻。

② 在连接小信号的电路中，要注意给出的接触电阻指标是在什么条件下测试的。因为接触表面间可能会附着氧化层、油污或其他污染物（统称为“膜层”），进而产生膜层电阻，而膜层在高接触压力下会发生机械刺穿，或在高电压、大电流下会发生电击穿，击穿后，膜电阻为零（相当于没有膜电阻）。换句话说，如果测试方法不当，发生了机械刺穿（测试表笔压力过大）或电击穿（测试电压、电流过大），则测试的结果是不准确的（相当于漏测了膜层电阻）。在实际使用时，对某些小体积的电连接器设计的接触压力相当小，仅为mA和mV级，膜层电阻是不易被刺穿和击穿的，实际的接触电阻会比测量值（测试方法不当）偏大，这个偏差可能会影响电信号的传输。

（4）电磁屏蔽性

在现代电子产品中，元器件的密度日益增大，它们之间相关功能的日益增多，对电磁干扰提出了严格的限制。所以电连接器往往用金属壳体封闭起来，以阻止内部电磁能辐射或受到外界电磁场的干扰。在低频时，只有磁性材料才能对磁场起明显的屏蔽作用。此时，对金属外壳的电连续性有一定的规定，也就是外壳接触电阻。这是选择电磁屏蔽性最直观的参考指标。

2．机械参数选择

电连接器作为机电元件，选用时还须考虑机械性能。选择电连接器时主要考虑的机械要素如下所述。

（1）振动、冲击、碰撞

电连接器的抗振动/冲击性能主要看电连接器在规定频率和加速度条件下振动、冲击、碰撞时的接触对的电连续性。因为，接触对在动态应力情况下会发生瞬时断路现象，从而导致电路系统出现关停、重启、丢失信号等故障。

规定的瞬断时间一般有1μs、10μs、100μs、1ms和10ms。要注意的是如何判断接触对发生瞬断故障。当前认为，当闭合接触对（触点）两端电压降超过电源电动势的50%时，可判定闭合接触对（触点）发生故障。也就是说，判断是否发生瞬断有两个条件：持续时间和电压降，两者缺一不可。

（2）机械寿命

连接器的机械寿命是指插拔寿命，通常规定为500～1000次。在达到此规定的机械寿命前，连接器的接触电阻、绝缘电阻和耐压等指标不应超过规定的值。严格地说，机械寿命应该与时间有一定的关系，10年用完500次与1年用完500次，结果显然是不同的。

（3）分离力

电连接器的总分离力与单个接触对分离力及接触对数目有关。接触对数目越多，其接触面积就越大，摩擦力（总分离力）也就越大。在某些可靠性要求高、而体积又允许的应用场合，可采用两对接触对并联的方法来提高连接的可靠性。

3．环境参数选择

影响电连接器性能的环境参数主要包括潮湿、霉菌、盐雾、风沙、蚁食鼠咬等。环境参数的选择应以满足应用系统的使用环境为原则。

4．安全参数选择

（1）绝缘电阻

绝缘电阻是指在电连接器的绝缘部分施加电压，当绝缘部分的表面内或表面上产生漏电流而呈现出的电阻值。它主要受绝缘材料、温度、湿度、污损等因素的影响。需要注意的是：

① 电连接器的绝缘电阻值一般都是在标准大气条件下的指标值，在某些环境条件下，绝缘电阻值会有不用程度的下降。

② 与接触电阻一样，绝缘电阻的指标也与测试条件有关（绝缘电阻（MΩ）=加在绝缘体上的电压（V）/泄漏电流（μA））。施加不同的电压，就有不同的结果。

（2）耐电压

耐电压是指接触对的相互绝缘部分之间或绝缘部分与接地之间，在规定时间内所能承受的比额定电压高而不产生击穿现象的临界电压。它主要受接触对间距、爬电距离、几何形状、绝缘体材料及环境温度、湿度、大气压力的影响。

5．端接方式选择

由于压接具有更小的接触电阻、更高的连接强度且耐高温使用，在条件允许的情况下，应作为首选方式。其次可采用焊接方式。在高可靠性要求产品中不推荐选用绕接和刺破式连接。

6．连接、锁紧方式选择

根据结构的不同，插头和插座的连接方式很多。对圆形电连接器来说，主要有螺纹式连接、卡口式连接和弹子式连接三种方式。具体选用时，应根据产品使用要求和成本进行综合考虑。

三种连接、锁紧方式的优、缺点如下：

① 螺纹式连接方式最为常见，它具有加工工艺简单、制造成本低、适用范围广等优点，但连接速度较慢，不适宜于需频繁插拔和快速接连的场合。

② 卡口式连接方式由于其三条卡口槽的导程较长，因此连接速度较快，但它制造较复杂，成本较高。

③ 弹子式连接是三种连接方式中连接速度最快的一种，它不需进行旋转运动，只需进行直线运动就能实现连接、分离和锁紧的功能，仅适用于总分离力不大的电连接器。

7．尾部附件形式选择

尾部附件形式的选择，应考虑导线电缆束的类型、外径及设备操作空间等因素。以导线束、接触对、导线束与接触对结合部尽量不受应力为宜。