CC BY
298Компоненты и технологии, № 3'2005 Компоненты
Конструкция и характеристики
наконечников Тусо Е1ес1гоп1с5 АМР
Компания AMP (Aircraft-Marine Products) была основана в 1941 году и специализировалась на производстве электрических соединителей для электронного оборудования армии и флота. В 1999 году компания AMP вошла в холдинг Tyco Electronics (www.tycoelectronics.com). Продукция AMP применяется практически во всех отраслях промышленности — от авиации и космоса до электронных потребительских товаров. Сегодня AMP — самая известная компания, выпускающая высококачественные соединители в больших объемах и в широком ассортименте — более 250 видов продукции около 100000 типоразмеров. В данной статье рассмотрен наиболее простой и широко применяемый вид продукции Tyco Electronics/AMP — наконечники.
Валерий Петраков
info@otkcm.ru
Наконечники предназначены для быстрых соединений отрезков проводов или кабеля и включают розеточные контакты (faston), плоские контакты (ножевые контакты fastin) и сплай-сы. Они имеют высокую надежность и низкую стоимость, поэтому широко применяются в изделиях бытовой техники, автомобилях, промышленном оборудовании, станках и промышленных контроллерах, компьютерах и компьютерной периферии, тестовом и телекоммуникационном оборудовании и т. д.
Фирма АМР производит наконечники следующих типов: AMP FASTON, AMP FASTIN-FASTON, розетки Positive Lock и полностью изолированные наконечники Ultra-Fast, Ultra-Fast Plus, Ultra-Pod и PIDG FASTON.
Наконечники AMP FASTON
Наконечники AMP FASTON включают розеточные контакты (рис. 1а) и плоские ножевые контакты (рис. 1б). Для получения электрического соединения плоский контакт вводится в розетку. На плоской части розеточного контакта (дне) имеется выступ (рис. 1а и 1в), а на плоском контакте — отверстие (рис. 1б и 1в). Поэтому после того как плоский контакт до упора введен в розетку, выступ розетки попадает в отверстие плоского контакта и соединение фиксируется.
Выпускаются также комбинированные контакты, у которых кроме розетки имеется еще и плоский контакт (рис. 2).
Наконечники AMP FASTON отличаются большим разнообразием и могут удовлетворить любые запросы потребителей. Наиболее популярные типы розе-точных контактов AMP FASTON показаны на рис. 3.
Контактная часть розеточного контакта Premier показана на рис. 3а. Он имеет два борта, загнутых внутрь. Плоская часть розеточного контакта (дно) имеет две поперечные узкие прорези, между которыми находится полоска с круглым выступом. Полоска имеет меньшую по сравнению со сплошным дном жесткость, и поэтому усилие сочленения розетки с плоским контактом меньше.
После штамповки розеточные контакты подвергаются тепловому шоку, который ослабляет остаточное напряжение, возникающее в материале контакта при штамповке. Благодаря этому упругие свойства розеточного контакта при работе в тяжелых условиях сохраняются.
Главная часть розеточного контакта Budget показана на рис. 3б. По форме она такая же, как у розеточного контакта Premier. Отличие состоит в том, что дно главной части имеет только одну поперечную прорезь вместо двух. Кроме того, после штамповки розетки не подвергаются тепловому стрессу, и некоторые серии розеточных контактов Budget изготовлены из более светлой латуни.
Розеточные контакты Economy (рис. 3в) отличаются от розеток Premier формой кромки бортов, значительно снизить усилие сочленения при тех же нормальных усилиях, прикладываемых к вводимому в розетку плоскому контакту.
Розеточные контакты Commercial (рис. 3г) имеют более узкие и поэтому менее эластичные борта. Вследствие этого возросло усилие сочленения, и повысились требования к аккуратности при монтаже.
Розеточные контакты Moldable (рис. 3д) отличаются от всех других прорезей на плоской части.
Розеточные контакты LIF (Low Insertion Force) (рис. 3е) имеют более низкое, даже по сравнению с розетками Economy, усилие сочленения. Это достиг-------www.finestreet.ru-------------------------
Компоненты и технологии, № 3'2GG5
Таблица
части розетки разделены на две части с помощью прорезей. Кроме того, с помощью фигурной прорези на дне контактной части розетки уменьшено усилие, которое нужно приложить для отвода фиксирующего выступа вниз.
Провод может быть соединен с розеткой прямо (на одной оси) или под прямым углом. В зависимости от этого розеточные контакты называются прямыми (рис. 1а) или флажковыми (рис. 4а и 4б).
Если изоляция вмонтированного в розетку провода обжата специальными лепестками, которые удерживают ее и предотвращают оголение провода (рис. 1а), то розетку называют содержащей суппорт изоляции провода. В противном случае ее называют розеткой без суппорта изоляции (рис. 5).
Наконечники (розеточные и плоские контакты) AMP FASTON принято классифицировать в соответствии с шириной плоского контакта на шесть серий: 312, 250, 205, 187, 125, 110. Наиболее часто применяются серии наконечников 250 и 110 размером 6,3х0,8 мм и 2,8 мм соответственно. Для производства наконечников используют латунь, фосфористую бронзу или сталь. Наконечники из латуни и фосфористой бронзы покрывают оловом или серебром, а стальные наконечники — никелем. Оловянное покрытие может быть полным или предварительным (pre-tin plated). Предварительным называется покрытие, которое материал имел до штамповки. В результате штамповки могут появиться области без покрытия. Поэтому из-
Пластик Рекомендуемая температура, °С
Полиамид 125
Полиэстер 105
Полипропилен 90
Политефлон 75
A.B.S. 70
ПВХ 60
Рис. 4. Розеточные контакты AMP FASTON: а) флажковый, б) флажковый обратный
штамповки подвергают полному покрытию. Покрытые наконечники могут работать при более высоких температурах по сравнению с наконечниками без покрытия. Если наконечники без покрытия из латуни и фосфористой бронзы могут работать при температуре до 90 °С, то при покрытии оловом — до 110 °С, а при покрытии серебром — до 130 °С. Для стальных наконечников с никелевым покрытием допустима рабочая температура 250 °С. Часть розетки, в которую вмонтирован провод, обычно изолируют пластиковой трубкой. При использовании пластиковых трубок следует учитывать номинальные рабочие температуры различных пластиков, приведенные в таблице.
При прохождении тока через наконечник с проводом его температура повышается и становится выше температуры окружающей среды. Превышение температуры наконечника относительно температуры среды зависит от размеров наконечника и проходящего через него тока. На рис. 6а показан график зависимости превышения температуры наконечников БА8ТОЫ серии 250 с проводом 16 АМО от проходящего тока. Из графика видно, что при токе 15 А прирост температуры равен 7 °С, (то есть менее 10 °С).
Вторым важным показателем качества наконечников является падение напряжения на границе соприкосновения розетки и плоского контакта — контактное напряжение. Оно зависит от материала наконечников и состояния их поверхностей. На рис. 6б показан график зависимости от времени контактного напряжения наконечников БА8ТОЫ серии 250 с проводом 16 АМО при прохождении тока 30 А. Из графика видно, что контактное напря-
жение составило 10 мВ после 2 часов и 11 мВ после 48 часов, то есть оно постоянно.
С течением времени под воздействием различных факторов контакты подвергаются коррозии, в результате чего на их поверхности появляются окислы металлов и грязь. Между ро-зеточным и ножевым контактом появляется слой с плохой проводимостью, и контактное напряжение возрастает. При прохождении большого тока контакты сильно нагреваются и могут выйти из строя. Чтобы этого не происходило, наконечники должны иметь хорошее покрытие и находиться в герметичном кожухе.
Защита от коррозии необходима также в том месте, где проводник обжат с розеточным или плоским контактом. Обжатие обеспечивает защиту от коррозии благодаря образованию в точке касания наконечника и провода почти однородной массы, получаемой с помощью точно подобранного инструмента для обжатия. В однородной массе контактное напряжение значительно снижается и надежность соединения наконечника и провода становится близкой к идеальной.
Кроме того, соединение наконечника с проводом с помощью точного обжатия обладает хорошими механическими свойствами. Оно выдерживает большие усилия растяжения и вибрацию. Обжатие производят с помощью ручного инструмента или автомата AMP-O-LECTRIC со сменными насадками.
Наконечники AMP FASTON могут быть использованы для проводов 26-10 AWG. Рекомендуемые серии наконечников и допустимые токи показаны на рис. 7.
Конфигурация плоских контактов АМР зависит от их назначения.
Плоские контакты, предназначенные для монтажа на провод, могут быть прямыми или флажковыми, с суппортом или без суппорта изоляции.
Плоские контакты, предназначенные для монтажа на печатную плату, выпускаются
Компоненты и технологии, № 3'2005
только трех серий (250, 187 и 110) и отличаются большим разнообразием. Как видно из рис. 8, они могут быть горизонтальными (рис. 8а), угловыми (рис. 8б) и вертикальными (рис. 8в, г, д, е).
Вертикальные контакты могут быть прямыми короткими (рис. 8г), прямыми длинными (рис. 8д) и угловыми (рис. 8е). Контакты могут иметь несколько выводов (рис. 8ж, з, и). и отличаться способом крепления на печатную плату: запрессовка (рис. 8г, д, е), с помощью винта (рис. 8ж, з. и) или заклепки (рис. 8а. б. в). На некоторые плоские контакты может монтироваться провод методом обжатия и т. д.
Для защиты наконечников, монтируемых на провода, производят изолирующие кожухи (рис. 9). Кожухи на флажковые наконечники состоят из двух створок (рис. 9б), которые
могут раскрываться и защелкиваются после одевания на наконечник. Кожухи на прямые наконечники (рис. 9а) имеют неразборную конструкцию. Вставленные в них розеточные контакты фиксируются с помощью пружинящих лепестков, которые входят в зацепление с внутренними выступами кожухов.
Для используемых в бытовой технике (посудомойках, холодильниках, водяных насосах) переключателей с несколькими плоскими выводами типа FASTON имеются пластмассовые кожухи сложной формы на несколько розе-точных контактов. Их можно найти в каталоге 82004 фирмы АМР.
Наконечники системы AMP FASTIN - FASTON
Эти разъемы являются кратной версией наконечников FASTON. Нарис. 10 показан разъем FASTIN — FASTON в сборе и используемые в нем розеточные и ножевые контакты.
От наконечников FASTON они отличаются наличием лепестков на плоской части розеточного контакта и на плоском контакте. Лепестки удерживают наконечники в пластмассовых кожухах. Кроме того, плоский контакт разъема FASTIN — FASTON несколько длиннее плоского контакта FASTON. Кожу-
хи FASTIN — FASTON имеют прямоугольную форму. Некоторые кожухи имеют более сложную конструкцию, которая позволяет монтировать их на панель.
Первоначально разъемы FASTIN — FASTON использовались в жгутах проводов с небольшим числом проводов (от 2 до 8). Такие жгуты применяются в электрических кухонных плитах, моечных машинах, сушилках и автомобильной электропроводке. Система разъемов FASTIN — FASTON может работать при температуре до 125 °С. Она удовлетворяет требованиям лаборатории по безопасности CSA.
Розеточные контакты Positive Lock
Эти контакты имеют очень малое усилие сочленения и более надежную фиксацию сочлененного с розеткой плоского контакта. Розе-точный контакт Positive Lock Mark I показан на рис. 11. Малое усилие сочленения достигнуто за счет того, что фиксирующий плоский контакт-зубец (а не гладкий выступ) расположен не на дне розетки, а на плоском пружинящем лепестке, который находится внутри розетки. Свободный конец этого лепестка загнут под углом 90°, образуя депрессор. Этот депрессор можно утопить, нажимая на него пальцем, если розетка без внешнего изолятора. Если же на розетку надет изолирующий кожух, то его можно осторожно потянуть в сторону соединенного с розеткой провода. При этом внутренний скос кожуха отводит лепесток вниз до
Рис. 11. Розеточный контакт Positive Lock Mark I в изоляторе: 1 — внутренний скос изолятора,
2 — депрессор, 3 — направление усилия для утапливания депрессора, 4 — зубец
Компоненты и технологии, № 3'2005
упора в дно розеточного контакта и выводит расположенный на нем зубец из зацепления с таким же, но противоположно направленным зубцом плоского контакта, и плоский контакт можно извлечь из розеточного контакта с почти нулевым усилием. Применение одинаковых по форме зубцов на розеточном и плоском контакте (вместо выступа на розеточном и отверстия на плоском контакте у других типов розе-точных контактов) обеспечивает более надежную фиксацию плоского контакта. Розеточные контакты Positive Lock Mark I могут иметь флажковую конструкцию (рис. 12а).
Выпускаются также розеточные контакты Positive Lock Mark II (рис. 12б) и Mark III (рис. 12в), у которых плоский лепесток вырезан из плоской части (дна) розетки, и на этом лепестке выдавлен полусферический выступ, а не зубец. Поэтому фиксация такая же, как у розетки FASTON. Эти розеточные контакты предназначены для соединения с плоскими контактами FASTON.
Полностью изолированные наконечники Ultra-Fast, Ultra-Fast plus
Эти наконечники отличаются от рассмотренных выше тем, что имеют сверху сплошную изоляцию из нейлона 6/6 с номинальной рабочей температурой 125 °С. У наконечни-
ков Ultra-Fast нейлон полупрозрачный, а у наконечников Ultra-Fast plus нейлон цветной. Конструкция этих наконечников одинаковая. На рис. 13 показан внешний вид розеточного и плоского контактов Ultra-Fast. Розеточный контакт Ultra-Fast отличается от розеточного контакта FASTON Premier только формой той части, в которую монтируется провод, — она имеет форму трубки без суппорта изоляции.
Розеточные контакты могут быть прямыми и флажковыми. Изоляция полностью закрывает розеточный и плоский контакты, если они состыкованы. Изоляция выдерживает рабочее напряжение 600 В. В указанные наконечники провод монтируется с помощью полуавтомата AMP-O-LECTRIC или автомата AMPOMATOR CLS II и CLS III.
Розеточные контакты с неполной изоляцией Ultra-Pod и PIDG FASTON
Розеточные контакты Ultra-Pod показаны на рис. 14. Они представляют собой контакты FASTON LIF, на которые надеты изолирующие кожухи из нейлона 6/6 с рабочей температурой 125 °С. Кожухи обеспечивают безопасную работу при напряжении 600 В. Они имеют удлиненную форму, которая обусловлена тем, что розетки предназначены для стыковки с плоскими контактами NEMA DC-2
серий 187 и 250. Изоляция закрывает только ту часть розеточного контакта, которая стыкуется с плоским контактом.
Розеточные контакты PIDG FASTON показаны на рис. 15. Они отличаются от розеток FASTON Premier тем, что для монтажа провода на розеточный контакт используют медную трубку. Получаемое с помощью обжатия медной трубки соединение провода с розеткой обладает почти такой же прочностью, как и сам провод. Кроме того, на медную трубку надета нейлоновая изолирующая трубка, которая может работать при температуре 105 °С. Розеточные контакты PIDG FASTON предназначены для устройств, работающих в тяжелых условиях. Розетки штампуют из латуни (желтой меди), поэтому сочленение с плоским контактом упругое и не боится вибраций.
Наконечники фирмы АМР удовлетворяют требованиям UL-310, обладают высоким качеством и пользуются большим спросом. Об этом говорит тот факт, что в общем объеме продаж доля этих простых изделий составляет до 25%.
Более подробную информацию по наконечникам фирмы АМР можно получить на сайте www.tycoelectronics.com и в Объединенном технико-консультационном центре по микроэлектронике.
