作者：Art Pini

　　随着电源电压降低和负载电流成比例增加，必须最大限度地降低电阻功率损耗和压降，以提高效率和热管理。电动汽车 (EV)、航空航天和工业电子等电源应用也会使电路受到冲击、振动和极端温度的影响。

　　设计人员必须了解这些要求，以确保他们选择并正确应用机械坚固、保持电气完整性并在扩展温度范围内运行的电源连接器。

　　本文讨论了最苛刻的环境和应用中电源连接器的选择和使用。然后介绍了Harwin的示例电源连接器 ，并展示了如何使用它们来实现出色的电源完整性和低损耗，同时保证机械可靠性。

　　高功率互连的注意事项

　　将高电流和高电压连接到印刷电路板(PC 板)需要非常小心。连接不良可能会导致电力损失和意外的电力故障。如果互连也受到极端温度、冲击或振动的影响，问题可能会成倍增加。额定电流不足的电源连接器可能会迫使设计人员使用多个触点来获得所需的电流水平，从而导致更大的连接器具有更多触点和额外的印刷电路板空间。多个电流路径还会增加不正确插入的机会，从而导致单个触点上出现过电流。这些问题的解决方案是使用具有正确单触点额定电流的电源连接器。

　　考虑 Harwin Kona系列连接器(图 1)。这些连接器的额定每个触点可处理 60 安培 (A) 电流，最高可承受 3000 伏交流 (VAC)(持续 1 分钟)和 1500 伏交流或直流 (VDC) 峰值工作电压，即使在 极端温度、冲击和振动环境下也是如此。

　　图 1：Kona 系列电源连接器在 1500 VAC 下每个触点可处理高达 60 A 的电流，版本包括插头、面板安装和电缆安装。 (图片来源：Harwin Inc.)

　　Kona 连接器有两个、三个或四个触点单排外壳可供选择。配置包括印刷电路板接头、面板安装件以及具有各种锁定装置的公头和母头电缆安装件。它们可用于电缆对板和电缆对电缆的配合。

　　这些连接器使用间距为 8.5 毫米 (mm)(0.335 英寸 (in.))的触点。这种间距，以及每个都被极化键控结构覆盖的单独凹进触点，确保了连接器的高电压和电流额定值。该设计还有助于防止由于插接不良和随机物理撞击而造成的意外损坏。

　　该连接器系列的高额定电流和可靠性的秘诀在于六指公触点(图 2)。

　　图 2：六指公端子对母端子的内壁提供正法向弹簧力，以确保即使在存在冲击和振动的情况下也能实现良好的连接。 (图片来源：Harwin Inc.，已修改)

　　Kona 系列触点由铍铜制成，允许最高工作温度范围为 -65°C 至 150°C，并且镀有耐用的硬酸金涂层，可防止长期暴露在恶劣环境中。触点的额定插配次数为 250 次，插配对的接触电阻为 2 毫欧 (mΩ) 或更小。在最大额定电流 60 A 时，接触对上的压降仅为 0.12 伏。

　　用于板安装的接头座

　　Harwin Kona KA1-MV10405M1是用于印刷电路板安装的四触点垂直接头示例(图 3)。

　　图 3：Kona KA1-MV10405M1 接头有四个触点。显示了触点 1 的清晰可见识别标记和安装螺柱。 (图片来源：Harwin Inc.)

　　插头主体由玻璃填充的高温热塑性塑料制成，包括四个凹进式六指公触点以及 4.5 毫米(0.185 英寸)印刷电路板焊尾。清晰可见的压纹标记提供接头方向和触点 1 识别。内螺纹螺钉锁和板安装螺柱为插孔连接器提供配合锁，并使用KA1-4240000开槽板安装螺母机械安装到印刷电路板。提供带有直角、水平安装触点和替代锁定装置的接头座。 Make-before-lock 用于防止锁定过程中损坏的可能性。

　　用于电缆和面板安装的插座

　　Kona KA1-2010498F1(图 4，左)是四触点、电缆安装插座外壳，使用单独的触点，例如 Harwin Kona KA1-0400005(图 4，右)。该外壳可与上面的 KA1-MV10405M1 四触点插头配合。

　　图 4：所示为 KA1-2010498F1 四触点插座外壳(左)及其护罩延伸部分以及与外壳一起使用的母焊接触点(右)。 (图片来源：Harwin Inc.)

　　母电缆安装外壳包括带极化键的护罩延伸件，可防止与母插座触点意外连接，并为配合触点提供电气隔离。 Kona KA1-0400005 连接器插座触点使用焊接连接到电缆。这些触点专为 #8 AWG 设备线而设计。建议使用最大直径为 7.5 毫米(0.295 英寸)的硅橡胶绝缘材料。

　　标准性别连接器配有浮动翼形螺钉，带有用于扭矩螺丝刀的六角套筒腔。反向固定硬件，锁定方向翻转，具有 5.2 毫米长的面板安装螺柱，用于在外壳上进行前面板安装。锁定硬件采用耐腐蚀不锈钢。

　　用于电缆和面板安装的插头

　　Kona KA1-3010498M5(图 5，左)是 KA1-2010498F1 外壳的公头电缆安装版本，它使用KA1-1410005针触点(图 5，右)。

　　图 5：所示为四触点 KA1-3010498M5 公头外壳(左)和与外壳一起使用的六指公头触点的焊接版本(右)。 (图片来源：Harwin Inc.)

　　公头或插头外壳使用六指公头触点的焊接版本，其设计为使用与母头版本相同的 #8 AWG 电线。该型号连接器使用反向固定锁定翼形螺钉，与带有反向固定硬件的母连接器配合用于面板安装。还提供标准锁定硬件。

　　体积小、重量轻

　　鉴于其额定值为 60 A 和 3000 V，连接器的物理尺寸很小(图 6)。

　　图 6：Kona 插座外壳的尺寸图显示了其小尺寸。 (图片来源：Harwin Inc.)

　　四个接触连接器的长度 (A) 为 50 毫米(1.97 英寸)、宽度为 12.5 毫米(0.49 英寸)、高度为 18 毫米(0.71 英寸)。与插头连接器配合的插座电缆外壳距离印刷电路板的高度为 21.7 毫米(0.85 英寸)。配对的重量约为 25 克 (g) (0.88 盎司 (oz))。

　　检测标准

　　所有 Kona 连接器设计均已根据 EIA-364 的相应部分进行了测试。电气测试包括接触电阻、功率、耐压、绝缘电阻。机械测试包括冲击和振动、插入和拔出力、热冲击、湿度和盐雾。振动规格为 20 g峰值，持续 12 小时 (hr)，无接触故障。同样，冲击规格为 100 g，持续 6 毫秒 (ms)，无接触故障。

　　除了耐冲击和振动能力(使连接器适合电动汽车电源连接)之外，Kona 连接器还满足 NASA 和 ESA 的除气要求，使其成为航天、航空电子和无人机 (UAV) 应用的理想选择。

　　屏蔽干扰

　　在对电磁干扰 (EMI) 和射频干扰 (RFI) 有限制的应用中，Kona 连接器为电缆和插头连接器提供了一系列轻质铝制后壳(图 7)。

　　图 7：对于 EMI/RFI 保护，可以使用带有连接到扎带的柔性编织物的铝制后壳。 (图片来源：Harwin Inc.)

　　后壳设计用于容纳耐磨的柔性金属编织物，并配有扎带以将编织物固定到外壳上。背壳和编织层的组合提供屏蔽，以实现有效的 EMI/RFI 保护。此外，后壳还为电缆提供了额外的应力消除。

　　装配工装

　　Kona 连接器需要最少的工具。由于电缆触点是焊接的，因此无需使用工具即可将其推入插入。如果需要拆卸或更换触点，可以使用拆卸工具。螺丝刀也可用于拧紧或松开安装螺柱上的开槽螺母。

　　结论

　　Kona 8.5 毫米间距、高可靠性连接器系列可确保最苛刻环境中的电源完整性。这些连接器提供快速、简单的插接过程，不需要额外的工具。它们非常适合航空电子设备、无人机、卫星、电动汽车以及在极端环境下运行的高功率系统的其他应用。