Bevar strømintegriteten og fleksibiliteten med D-subminiature-stik med 75 A strømstyrke

Strømkravene i elektronik er stigende på tværs af applikationer, der omfatter elektriske køretøjer (EV'er) og industri- og telekommunikationssystemer, som alle kræver robuste og pålidelige stik. Det gælder især for strømdistribution. Designere har brug for stærkstrømsstik, der giver fleksibilitet i antallet af positioner, kontaktkonfigurationer og afslutninger, samtidig med at de opretholder en høj effektintegritet.

D-subminiature-stikket (D-sub) er måske det mest populære multiben-stik inden for elektronik og opfylder mange af kravene til strømsystemer. Det fås i forskellige konfigurationer og passer til tusindvis af applikationer. I takt med at strømkravene stiger, må D-sub'en udvikle sig tilsvarende, hvis designerne skal kunne opfylde deres kunders behov.

Denne artikel beskriver kort D-sub-stikket. Derefter introduceres en stærkstrømsløsning fra Amphenol ICC, og det vises, hvordan den kan anvendes.

Hvordan D-sub-stik fik deres navn

D-sub-stik er grundlæggende stik, der bruges bredt i forskellige applikationer inden for datakommunikation, militær, forbruger, industri, instrumentering og medicin. Deres navn stammer fra formen af stikkets hætte, D-formen (figur 1). Denne karakteristiske form gør det selvlåsende for at forhindre forkert indsættelse og garantere en sikker forbindelse.

Figur 1: D-formen på en D-sub-stikhætte sikrer mod forkert parring og samtidig garanterer en sikker mekanisk og elektrisk forbindelse. (Billedkilde: Amphenol ICC)

D-sub-stik har to køn: Dele med benkontakter kaldes stik, mens dem med sokkelkontakter kaldes sokler. Soklen skærm passer tæt ind i stikkets skærm. De udvendige hætte giver mekanisk styrke og elektrisk kontinuitet, som beskytter mod elektromagnetisk interferens (EMI). En række forskellige muligheder for montering af hardware sikrer en sikker forbindelse.

Beskyttelseskapper til trækaflastning af kabler fås i plast, metalliserede eller metalliske materialer. Metal og metalliserede kapper kommer i kontakt med det afskærmede kabels skærmfletning for at reducere EMI yderligere. Kapperne har lige eller vinklede udgangsåbninger og inkluderer forskellige låsemuligheder.

D-sub stærkstrømsstik

Amphenol ICC tilbyder et bredt udvalg af D-sub-stik i standard formfaktorer og i formfaktorer til høj densitet. For at imødekomme det stigende strømbehov i mange applikationer har de tilføjet en serie D-sub stærkstrømsstik og strømkontakter på 75 ampere (A). Stikkene i denne serie har kontaktlayout med to, tre, fem eller otte strømkontakter (figur 2).

Figur 2: Kontaktlayoutet for Amphenols D-sub stærkstrømsstik med to, tre, fem eller otte kontakter. (Billedkilde: Amphenol ICC)

De layouts, der er markeret med et W i figur 2, f.eks. 5W5, viser, at strømkontakterne alle ligger i samme plan i stikhuset. De, der er markeret med et V, angiver, at en af kontakterne er trykket ned i stikhuset for sokler og forlænget ud over huset for stik. En kontakt er tilkoblet før de andre, så jord eller en anden kilde kan tilkobles, før de andre ben får kontakt. Kontakterne i W-stil-layoutet er forbundet samtidigt, når stikkene er i indgreb.

D-sub-stikkets hættestørrelser er A, B, C, D og E. Det er historiske betegnelser, der er baseret på de originale D-stik-benlayouts. A-hætten har 15 standardben, B har 25, C har 37, D har 50, og E har 9. D-sub stærkstrømsstik bruger større ben og har forholdsmæssigt færre ben i en given hættestørrelse.

Amphenols D-sub stærkstrømsstik leverer deres 75 A pr. kontakt ved en maksimal spænding på 300 volt. De sammenkoblede kontakter har en seriemodstand på mindre end 7,3 milliohm (mΩ). Modstanden repræsenterer et fald på mindre end 0,55 volt over kontakterne ved 75 A. Denne strømklassificering er baseret på UL 1977, "Komponentforbindelser til brug i data-, signal-, kontrol- og strømapplikationer". Selve testen er baseret på stikkets temperatur ved nominel belastning: "Temperaturen på en enhed, når den måles ved testpunkterne, må ikke overstige det relative termiske indeks (+130 °C) for det isolerende materiale", når enheden bærer sin maksimale nominelle strøm på 75 A.

Det relative termiske indeks (RTI) er den maksimale driftstemperatur, hvor et materiales kritiske egenskaber vil forblive inden for acceptable grænser over en længere periode. Et typisk 8W8-stik med otte kontakter udviser en temperaturstigning på 75 °C med en strøm på 75 A (figur 3).

Figur 3: Her ses den målte temperaturstigning på et 8W8-stærkstrømsstik ved 75 A. (Billedkilde: Amphenol ICC)

Stikkene er klassificeret til at fungere i et temperaturområde fra -55 °C til +125 °C. Den maksimale strømspecifikation forudsætter, at stikket har den omgivende rumtemperatur, og er reduceret baseret på den faktiske temperatur (figur 4).

Figur 4: Her ses et eksempel på en typisk temperaturreduceringskurve for et 8W8-stik med loddede kontakter. (Billedkilde: Amphenol ICC)

Amphenol ICC D-sub stærkstrøms stikkontakterne fås i loddebøtte-, krimp- og retvinklede versioner for at understøtte kravene til printkort-, panel- og kabelmontering.

Typiske stærkstrøms stikkonfigurationer

Amphenol ICC DA3W3PA009KLF er et stikhus med tre positioner monteret i en A-hætte. Den accepterer stikforbindelser som 8638PPC7506LF-benet, et bearbejdet kontaktben med en krympetilslutning. Denne type forbindelse bruges i et kabelmonteret stik. En alternativ kontakt er 8638PPS7506LF, et bearbejdet stik med en loddekop-kontraktafslutning.

En anden version af 3W3-huset er DA3W3SA009KLF. Det kræver en sokkelkontakt som den bearbejdede 8638PSC7506LF med krimp-terminering. Der findes forskellige stik- og sokkelkontakter med krimp- og loddekopafslutninger.

Amphenol ICC DBV5W5P500H9KLF er et eksempel på et retvinklet stik, der er beregnet til montering på printkort. Det er et 5W5-stik med fem kontakter, som omfatter stikforbindelserne (figur 5).

Figur 5: DBV5W5P500H9KLF er et 5W5-stik med fem kontakter til printkortmontering med integrerede stikforbindelser. (Billedkilde: Amphenol ICC)

Stikkene tilbyder et udvalg af tilbehør til printkort- og panelmontering for at sikre en sikker låsning af stikkene. Fronttilbehøret omfatter gevindindsatser eller indvendige skruer med enten M3- eller UNC 4-4-gevind. Kortmonteret tilbehør omfatter metalbeslag og harpuner (figur 6).

Figur 6: Forskelligt monteringstilbehør kan bruges til at fastgøre stikkene til en printplade. (Billedkilde: Amphenol ICC)

5W5-stikket, som er vist i figur 5, har harpuner til montering på printkortet og hunskruer til at låse parringsstikket fast. De retvinklede stiks parringssokkel og versioner med to, tre og otte kontakter fås også.

D-sub stærkstrømsapplikationer

Eksempler på anvendelser af D-sub-serien af stærkstrømsstik er Industry 4.0, hvor de kan levere strøm til industrielle computere. I modsætning til typiske stationære computere er disse indlejrede computere designet til at fungere i barske miljøer. De udsættes for stød, vibrationer og store temperaturudsving. Stærkstrømsstikkene giver pålidelige forbindelser med fleksible kontaktkonfigurationer. På samme måde kan disse stik forsyne programmerbare logiske controllere (PLC'er) og anden maskinautomatiseringselektronik med strøm.

Konklusion

Amphenols ICC D-sub stærkstrømsstik udvider anvendelsesområdet for det ærværdige D-stik ved at tilføje pålidelige strømforbindelser med en maksimal strømstyrke på 75 A på op til otte linjer.