CC BY
415KiT#4 6(2)_web.qxd 2/28/2005 12:06 PM Page 3 0
Компоненты и технологии, № 2'2005
Продолжение. Начало в№ 9'2004
Разъемы и клеммы на печатную плату
компании Wieland Electric
-ф—
В предыдущем номере был предложен обзор «классических» разъемов для печатных плат, состоящих из двух ответных частей. Продолжая знакомить читателя с продукцией немецкой компании Wieland Electric, рассмотрим ту часть разъемов, которые не попадают под это определение (за некоторыми специфическими исключениями).
е-
Ильдар Мухамедзянов
ildar@promelec.ru Богдан Мясоедов
bogdan@promelec.ru
Штыревые клеммники для печатных плат
Классические разъемы для печатных плат состоят из устанавливаемого на печатную плату вилочного либо розеточного элемента и ответной части. Однако не всегда удобно использовать впаиваемые вилочные либо розеточные части, особенно когда доминирующими критериями являются компактность соединения и быстрота монтажа и перемонтажа. В таких случаях целесообразно применять клеммники, использующие штыревой контакт для соединения с печатной платой. ”^е1а^ предлагает клеммы для штыревых контактов с пружинным и винтовым способами фиксации провода (рис. 1, 2). Кратко охарактеризовать эту серию разъемов можно так: диапазон сечений обслуживаемых проводов — от 0,14 до 4,0 мм2, количество полюсов — 2-24 (причем клеммы с пружинным способом фиксации могут присо-
единять два проводника на полюс, что особенно полезно для организации шлейфов, ответвлений и параллельных соединений), шаг клеммы 3,5, 5,0, 7,0 (на заказ), 10 мм (максимальное количество полюсов в этом случае 12).
Для клемм с винтовой фиксацией провода ”^е1а^ предлагает как прямые штыревые контакты, так и уг-
Компоненты и технологии, № 2'2005
ловые, что удобно при размещении соединения на крае платы. Клеммы с пружинной фиксацией провода не имеют угловых контактов, но могут присоединяться к контактам двумя своими сторонами (тыльной либо боковой — см. рис. 2).
Благодаря малым размерам и возможности монтажа двух проводов на каждый полюс эти клеммы особенно подходят для применения в системах с высокой плотностью монтажа, например в измерительной или телекоммуникационной аппаратуре.
В список аксессуаров клемм с винтовой фиксацией провода входят монтажные кронштейны для механической фиксации соединения винтами и кодировочные штырьки. Кронштейны позволяют закрепить клемму на плате как горизонтально, так и вертикально (рис. 3), что дает возможность работы с прямыми и угловыми штыревыми контактами.
В состав ”^есоп входит интересное семейство 10-полюсных ТОР-соединителей, изначально предназначенных для кросс-плат с большим количеством подводимых проводников (рис. 4). Разъем состоит из впаиваемого в плату основания (вилки) и ответной кабельной розеточ-ной части. (рис. 5) Основание имеет по бокам два отверстия для дополнительного крепления на плате винтами, предусмотрена возможность его маркировки стандартными маркировочными шильдиками ”^е1ап^ Безошибочность соединений реализуется механической кодировкой (имеется 8 пазов для установки блокирующих элементов).
Рис. 5
Благодаря системе пазов и выступов основания могут сращиваться длинными сторонами друг с другом для максимально плотного и прочного монтажа. Не рекомендуется сращивание более четырех оснований во избежание чрезмерных нагрузок на плату.
Ответная часть по сути представляет собой клемму с винтовой фиксацией провода и монтажной рамкой. Рамка имеет отверстия для стяжек, которыми фиксируется подводящийся кабель. Также рамка играет роль маркировочной площадки. Маркируется она теми же стандартными шильдиками ”^е1апА
Фиксация ответной части в основании разъема производится с помощью двух упругих защелок. Защелки при расчленении соединения отжимаются рычажками, расположенными на торцах клеммы.
Основные характеристики: число полюсов — 10, шаг контактов — 5,08 мм, сечение обслуживаемых проводов — от 0,14 до 2,5 мм2.
Нельзя не выделить отдельно серии разъемов ЭвТ 85, ЭвТ ЬБ 85, ЬРвТ1 и клемм ЬРвТЬ1, использующих в качестве ответной части торец печатной платы (толщиной 1,4—1,8 мм) с соответствующими контактными площадками на нем. Разъемы просто надвигаются на край платы, причем разъемы серий ЭвТ 85 и ЭвТ ЬБ 85 обеспечивают подвод подключаемых проводов параллельно плате, а ЬРвТ1 — перпендикулярно.
Разъемы серий ЭвТ 85 и ЭвТ ЬБ 85 (шаг контактов 3,5 мм) имеют боковые стенки (рис. 6), для которых в печатной плате должны быть сделаны прорези, если только плата не шире разъема. Разъемы серии ЭвТ ЬБ 85 на внеш-
Без паяного соединения платой Тип LPST 1
С паяным соединением платой 'Я Тип LPSTL 1
Рис. 6
них сторонах боковых стенок снабжены дополнительными опорными выступами, снижающими механические нагрузки на плату в момент присоединения разъема. Выпускаются исполнения до 12 полюсов.
Разъемы серии ЬРвТ1 имеют шаг контактов 5 мм и не имеют боковых стенок. Выпускаются исполнения до 20 полюсов, в том числе с маркировкой.
Клеммы ЬРвТЬ1 предназначены для впайки в печатную плату и реализуют собой слотовый разъем для вставки в него других плат перпендикулярно несущей. Помимо этого ЬРвТЬ1 позволяют подключать провода, подводимые параллельно несущей плате.
Разъемы ЬРвТ1 и клеммы ЬРвТЬ1 (рис. 7) имеют обширный набор аксессуаров, позволяющих закрепить разъем на панели с помощью винтов (вертикально либо горизонтально), установить рядом несколько разъемов торцами друг к другу, реализовать механическую кодировку разъемов, устанавливая в специальные их пазы дополнительные перегородки, исключая тем самым возможность работы с платами без соответствующих прорезей. Существует возможность установки боковых монтажных кронштейнов, играющих роль направляющих вставляемой платы. В конструкции кронштейна предусмотрена возможность работы с защелками-фиксаторами платы, работающими по аналогии со слотами для установки модулей ОЗУ в материнские платы компьютеров — выступ фиксатора, отжимаемого рукой перед установкой платы, попадает в соответствующую прорезь платы, надежно фиксируя ее в разъеме (см. рис. 7).
И к разъемам, и к клеммам провода подключаются при помощи винтового зажима бугель-ного типа.
2,5.
1,5
Т=(Р-1)х5
№
Рис. 7
Компоненты и технологии, № 2'2005
Клеммы для печатного монтажа
Клеммы для печатного монтажа (в литературе также встречается название «клеммные блоки») не подразумевают наличия ответной части — впаиваемая в плату клемма предназначена для непосредственной фиксации провода в ней и осуществления его электрического контакта с платой. Клеммы разрабатывались и производились компанией ”Ше1а^ с учетом самых высоких требований электроники, а поскольку электроника — одна из самых динамично развивающихся отраслей, ”^е1а^ каждый год запускает в производство все новые и новые модели и типы клемм. На сегодняшний день производится свыше 30 основных типов клемм, причем внутри типа происходит структурное разбиение на подтипы, отличающихся конструктивами, шагом контактов, диапазонами сечения обслуживаемых проводов и т. д. Почти каждая модель клеммы имеет три исполнения, открытая снизу, либо снабженная изолирующей «подошвой», либо помимо изолирующей пластины снизу имеющая на донышке направляющие штырьки. Выводы у всех клемм имеют квадратное или прямоугольное сечение.
К аксессуарам для клемм относятся в первую очередь средства маркировки. Практически любая клемма может быть отмаркирована самоклеящимися маркировочными полосками. Некоторые клеммы (в основном больших габаритов) конструктивно имеют гнезда для непосредственной маркировки стандартными маркировочными шильдиками ”^е1ап^ В случае отсутствия гнезд для некоторых клемм можно применить навесные держатели шиль-диков (рис. 8).
Помимо средств маркировки ”^е1а^ предлагает в качестве аксессуаров тестовые штекеры и объединительные мостики. Мостики поставляются с шагом 5,0 и 5,08 мм с количеством полюсов до 24. На заказ возможна поставка клемм с установленными мостиками.
Каждая область применения выдвигает свои требования к клеммам. Базовое семейство клемм характеризуется винтовой фиксацией провода,
Рис. 9
малыми габаритами, одним выводом на полюс для впаивания в плату. Выпускаются конструктивы для подвода провода либо сверху, либо параллельно плате, либо под углом (для достижения максимальной плотности монтажа их можно устанавливать вплотную друг к другу) (рис. 9). Ряд шагов — 3,5, 3,81, 5,0, 5,08, 7,5, 7,62, 10,0 мм, диапазон обслуживаемых сечений провода — 0,14—4,0 мм, номинальное напряжение — 300 В, номинальный ток — до 16 А.
Рис. 10
5 мм2
.5 мм2
2,5 мм2
Рис. 11
”Ше1а^ выпускает клеммы с количеством этажей от одного до четырех, со сдвигом этажей клеммы друг относительно друга (что повышает доступность и упрощает монтаж проводов) и без него (рис. 10). Каждый этаж увеличивает плотность монтажа, что необходимо для миниатюризации оборудования. Так, применив четырехэтажную клемму серии 8795 V, можно подвести к плате 40 проводников, заняв при этом всего 5 см края печатной платы (нижний этаж имеет зажимные элементы, предназначенные для работы с проводниками рабочим сечением до 2,5 мм, остальные этажи — до 1,5 мм) — (рис.11). У клемм этой серии есть специализированное исполнение,
предназначенное для подключения датчиков, — зажимные элементы нижнего этажа перемкнуты металлической пластиной и служат для подключения заземляющих проводов.
Для реализации многоуровневых клемм сложной конфигурации предназначена серия 8292 хН. Серия представлена 2- и 3-полюсны-ми клеммами, которые имеют три исполнения, отличающиеся по высоте (рис. 12 ирис. 13).
Клеммы имеют возможность бокового и тыльного сращивания и могут использоваться как по отдельности, так и объединенные в массив, представляющий собой многоэтажную клемму. Следует учитывать, что при тыловом соединении клеммы соединяются со сдвигом в полшага контактов.
В устройствах силовой электроники все больше компонентов и узлов размещают непосредственно на печатных платах для снижения стоимости и габаритов конечного изделия, удобства при обслуживании, а также упрощения конструкции аппаратуры и ее сборки за счет снижения числа электрических соединений. Для коммутирования сильноточных линий ”^е1а^ предлагает несколько видов мощных клемм. От базового семейства они отличаются диапазоном сечений обслуживаемых проводов, наличием двух или четырех выводов для впайки с каждого полюса и, естественно, габаритами.
Серия клемм 7572 Ьх имеет в своем составе 2-и 3-полюсные клеммы с шагом 10,16 и 20,32 мм с 2 или 4 выводами для впайки с каждого полюса (рис. 14). Номинальное напряжение — 300 В, ток — 57 А, сечение обслуживаемого прово- www.finestreet.ru---------------------
Компоненты и технологии, № 2'2005
мы способны работать с проводниками сечением до 6 мм2, выпускаются с шагом контактов 6,35 (от 2 до 8 полюсов) или 7,62 мм (от 2 до 4 полюсов) и имеют два вывода для впайки с каждого полюса (рис. 16).
Есть и более слаботочные исполнения с номинальным током до 16 А. Эти клеммы являются одними из самых популярных благодаря сочетанию ТОР-подключения проводников, диапазона обслуживаемых сечений 0,14—4 мм2 и широкой гаммы аксессуаров (рис. 17). Выпускаются с шагом контактов 5,0, 5,08, 7,5, 7,62 мм.
да — от 0,5 до 16 мм2. Для случая подвода проводников к плате сверху ”^е1а^ предлагает клеммы серии 7573 Ь2 с номинальным током 59 А. Поставляются 1-, 3- и 4-полюсные версии этой клеммы.
Все вышеописанные мощные клеммы благодаря системе выступов и пазов имеют возможность торцевого сращивания (для представителей одной серии) в массив для получения клеммы необходимой полюсности.
В случае, когда ток не превышает 30 А, удобным решением подключения провода к плате будут служить клеммы серии 8375. Они имеют два впаиваемых вывода на полюс, шаг 7,5 мм (который с помощью промежуточной торцевой пластины можно увеличить до 10 мм) и способны обслуживать провода сечением до 6 мм2. Провод подводится параллельно печатной плате. Во многих случаях окажется полезным наличие гнезда для тестового штекера (штекеры также производит ”^е1ап^ и возможность маркировки стандартными шильдиками ”^е1ап^ Клеммы поставляются только однополюсные, так как возможность торцевого сращивания позволяет получить клемму с любым количеством полюсов (рис. 15).
Как альтернативу этому типу клемм Міеіа^ производит аналогичные по характеристикам клеммы с пружинной фиксацией провода. Единственное существенное отличие (кроме типа фиксации провода, разумеется) — наличие тестовых гнезд (рис. 18).
Рис. 18
Для ответственных применений Wieland предлагает мощные клеммы (номинальный ток — 36 А) с ТОР-подключением (при способе подключения TOP проводник и зажимной винт параллельны друг другу). Эти клем-
В ассортименте клемм для печатных плат особняком стоит очень интересное семейство (тип 8152) с рычаговым экстрактором, предназначенное для подключения двух проводников на каждый полюс. Изюминка этой клеммы в следующем: поворотный экстрактор и сложно изогнутая фиксирующая пружина позволяют, надавливая на одну сторону экстрактора, легко извлекать один из двух введенных в клемму проводов, не влияя на другой (рис. 19). Шаг контактов этой клеммы 5,04 мм, но система торцевых выступов и пазов сделана с расчетом на небольшой упругий люфт, что позволяет применять эти клеммы на платах как с шагом 5,0 мм, так и с шагом 5,08 мм (при определенных ограничениях, естественно). Клеммы имеют два исполнения —
Рис. 20
с горизонтальным и вертикальным по отношению к плате подводом проводов. Номинальный ток в 16 А, способность обслуживать провода до 2,5 мм2, два вывода для впайки с каждого полюса и количество полюсов от 1 до 10 делают эти клеммы довольно универсальными.
Для коммутации линий питания и измерительных цепей будут незаменимы разъединительные и предохранительные клеммы (тип 8276). Этот тип представлен тремя видами клемм: обычные клеммы, клеммы с ножевым размыкателем коммутируемой цепи и клеммы со встроенным держателем цилиндрического предохранителя размерами 5x20 мм (рис. 20).
Компоненты и технологии, № 2'2005
Последние, по сути, представляют собой две клеммы в одном корпусе: одна содержит в цепи предохранитель, вторая обычная.
Клеммы этого типа имеют единую систему торцевых выступов и пазов, что позволяет сращивать их в произвольных комбинациях, формируя нужную. Для облегчения проведения измерений предусмотрены гнезда для тестовых щупов. Шаг полюсов собранного клеммного ряда — 5,08 мм, максимальное сечение обслуживаемого провода — 4,0 мм2, номинальный ток у обычной клеммы — 26 А, у разъединительной — 15 А, номинальный ток предохранительной клеммы ограничивается
устанавливаемым предохранителем, но не должен превышать 6,3 А.
На этом можно закончить обзор клемм и разъемов производства компании ”^е1ап4 предназначенных для установки на печатные платы. Предложенный читателю материал очень поверхностный (иначе статья превратится в каталог) и охватывает только основные серии и типы изделий. Более подробную информацию можно получить, обратившись к официальным дистрибьюторам или непосредственно к авторам этой статьи.
Политика постоянного обновления — определяющий принцип компании ”Ше1а^
Екйпс. Система Gesis для электромонтажа давно стала стандартом де-факто в Европе. Аналогом такой системы в области разъемов для печатных плат и не только стали соединители, соответствующие спецификации ИАвТ, созданной в Германии для стандартизации разъемных электрических низковольтных соединений. Wie1and производит целый комплекс разнообразных разъемов, соответствующих спецификации ИАвТ, и аксессуаров для них. О ИАвТ и об этих разъемах мы расскажем в следующей статье.
Продолжение следует.
&
