连接器选型基本原则

 

连接器的定义

连接两个或两个以上的电路装置的统称。连接器作为一种机电元件，一般是成对工作的，分为插头（公），插座（母），插头的英文plup（或male，header）；插座（母）的英文Receptanle或Socket，jack，female。

它通过一定的机械动作来完成电器的连接和切断，它的主要功能有：

      传输信号或传输电能

      接通电路或切断电路

 

连接器的分类

连接器分类方式很多，本文我们会着重提到，但是，由于连接器应用方向的不同，有接触式和非接触式，比如光纤连接器、电连接器是接触式，接近开关是非接触式连接器；也有电信号和光信号的分类。今天我们主要谈的是电信号的接触式连接器。

电子连接器及其组件是设备中重要的配套接口元件，散布在设备的各个系统和部位，负责着信号和能量的传输。连接的好坏，直接关系到整个系统的安全可靠运行。

由电连接器互连组成各种电路，从高频到低频、从圆形到矩形、从通过上百安培的大电流连接器到通过微弱信号的高密度连接器、从普通印制板连接器到快速分离脱落等特种连接器，几乎所有类型品种的电连接器都在各类系统工程中都得到了大量应用，保证设备完整功能的正常发挥。

综上所述，一方面，面对各种不同类型的应用场景，工业连接器的分类也是极其的纷繁复杂。所以随着科技的不断进步，市面上的连接器使用也越来越多了，不同类型连接器的性能也大不相同，制造商会根据应用环境的情况来使用不同特性的材料设计连接器，来保证连接器在不同环境下稳定可靠地使用。

另一方面，电气连接的可靠性直接决定了设备系统的性能表现。电子连接器的性能是总体性能评估，不像连接器的端子那样，可以轻易的从材料，设计，工艺方面去评估性能。

虽然如今连接器种类纷繁复杂，选择上对于性能评估略显麻烦，但是在设备中使用连接器的好处是显而易见的：

1、改善生产过程，连接器简化电子产品的装配过程，也简化了批量生产过程；

2、易于维修、便于升级；

3、提高设计的灵活性，使用连接器使工程师们在设计和集成新产品时，以及用元部件组成系统时，有更大的灵活性。连接器端头导线的数目，还有导线的间距，这些都让连接更加的方便而且快捷。正是这些小细节，能够有效地减少了电子产品的体积，同时也就减少了生产成本。在移动的主板间，或者是PCB之间，都能有效地作为传输用的数据线。

连接器这么多，怎么分？

对于任何成型产品，连接器必不可少，比如我们常用的USB、耳机孔、以太网接口，或者我们不太常见到的军用定制接口。所以，基于广泛的市场，连接器分类也是多种多样。

1、根据电子设备内外连接的功能，互连的层次分为6种，如上图所示：

A：元件对封装的相互连接； B：封装对电路板的相互连接； C：板对板的相互连接； D：组件对组件的相互连接； E：组件对输入输出接口的相互连接； F：系统对系统的相互连接。

2、按照传输信号类型分类：

A：电源连接器（传输电力）；

B：信号连接器（传输信号）；

C：高频连接器（传输数据）。

3、按照电气要求分类：

A：通用连接器；

B：大功率连接器；

C：高电压连接器；

D：脉冲连接器；

E：低噪声连接器；

F：相调连接器；

G：精密同轴连接器。

4、按照工作频率分类：

高频连接器、高频同轴连接器、视频连接器、同轴转换器、阻抗转换器、配合尺寸转换器、性别转换器、微带-同轴转换器、波导-同轴转换器、匹配负载连接器、低频连接器、印制板连接器、带状电缆连接器、集成电路连接器、混装连接器等。

 

5、按照环境条件分类（上图为防水连接器）：

A：密封连接器；

B：高水压密封连接器；

C：高真空密封连接器；

D：三防连接器；

E：耐辐照连接器；

F：高温连接器；

G：低温连接器。

6、按照外形分类：

圆形连接器，多用于军事设备;（连接形式主要有卡口（快速）、螺纹、自动闭锁、推拉、直插直拔等） 矩形连接器，用途广泛，发展迅速，很多板级连接器都属于矩形连接器。（插头与插座的连接方式一般有直插直拔和螺纹锁紧两种形式。）

 

7、按照应用方向分类：

A：射频连接器；

B：光纤连接器；

C：非接触连接器（如接近开关等）

以上分类都是按照外部或者应用属性来分类，具体到各个厂家便开始不一样，虽然NEDA制定了连接器部件封装分类等级标准，但是，随着科技的进步，连接器分类又开始复杂起来。但是，在通信连接器方面，因为软件协议的配合，确实少并且能有效区分。

A、多线电缆连接器，包括DB连接器和DIX连接器以及DIN连接器等。

B、双绞线连接器，包括RJ45和RJ11连接器；

C、同轴电缆连接器包括T连接头和BNC连接器及终端电阻。

连接器选型基本原则

载流量

在选择走电源信号的连接器时候对于连接器的载流量比较关注，要采用降额设计，同时注意引脚之间的绝缘耐压。

结构尺寸

连接器的外形尺寸是非常重要的，在产品中连接都有一定的空间限制，尤其是单板上连接器，不能与其他部件干涉。根据使用空间、安装部位选择合适的安装方式（安装有前安装和后安装，安装固定方式有铆钉、螺钉、卡圈或连接器本身卡销快速锁定等）和外形（直式、弯式，T型，圆形，方形）。

阻抗匹配

有些信号有阻抗要求，尤其是射频信号，对阻抗匹配要求更为严格，阻抗不匹配时候会引起信号反射，从而影响信号传输。一般信号传输对连接器的阻抗没有特殊要求。

屏蔽

随着通讯产品的发展，EMC越来越受到重视，选择的连接器时候需要有金属外壳，同时线缆需要有屏蔽层，屏蔽层要与连接器的金属外壳相连接，达到屏蔽效果，也可以采用注塑方法，将插头部位用铜皮包裹，线缆的屏蔽层与铜皮焊接在一起。 

防误插

防误插有两方面：一方面是连接器本身，连接器本身旋转180度、错位错误连接导致信号错误连接，此时需要注意尽可能选择防误插连接器，或者通过调整连接器相对位置关系使装配唯一化；另一方面，出于减少物料种类考虑，几种信号都采用相同连接器，此时就可能出现将A插头插到B插座上去，此时就需要注意，如果出现这样情况时会引起严重后果（非简单告警，带有破坏性）的时候，必须将A、B接口选择为不同类型的插座（例如A为male，B为female）。

可靠性

连接器用来连接信号，因此连接部位要可靠（例如面接触要优于点接触，针孔式要优于片簧式等）。

通用性

在连接器的选择过程中要尽可能选择通用的物料，尤其同系列产品之间，连接器的选择具有很强的通用性，减少物料种类，增加数量降低成本，同时降低供货风险。

使用环境

连接器使用于室外、室内、高温、高湿、盐雾、霉菌、寒冷等环境时候，对连接器都有特殊的要求。

插拔频率

连接器的插拔都有一定的寿命，插拔次数达到极限之后，连接器的性能就会下降，有些信号接口需要经常插拔时候选择连接器的时候就要多注意连接器的插拔次数。

带电情况

根据常带电与否，选择针型或孔型的连接器。

综合考虑

在选择连接器的过程中，各种因素之间不是独立，经常会相互作用，因此我们在连接器选型过程中要综合考虑，选择最合适的连接器，选择的好坏在不同阶段将不同程度影响产品。　　

      审核编辑：彭静