Конструкция и характеристики наконечников Tyco Electronics АМР

Компания AMP(Aircraft-Marine Products) была основана в 1941 г. и специализировалась на производстве электрических соединителей для электронного оборудования армии и флота. В 1999 году компания AMP во-шла в холдинг Tyco Electronics.

Продукция AMP применяется практически во всех отраслях промышленности, от авиации и космоса до электронных потребительских товаров. Сегодня AMP самая известная компания по выпуску соединителей. Она выпускает высококачественные соединители в больших объемах и в широком ассортименте - бо-лее 250 видов продукции около 100000 типоразмеров. В данной статье рассмотрен наиболее простой и широко применяемый вид продукции Tyco Electronics/ AMP - наконечники.

Наконечники предназначены для быстрых соединений отрезков проводов или кабеля и включают розеточные контакты (faston), плоские контакты (ножевые контакты fastin) и сплайсы. Они имеют высокую надежность и низкую стоимость и поэтому широко приме-няются 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.1 б). 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.1 б и 1в). Поэтому после того, как плоский контакт до упора введен в розетку, выступ розетки попадает в отверстие плоского контакта и соединение фиксируется.

Рис. 1. Розеточный контакт и плоский контакт AMP FASTON

Выпускаются также комбинированные контакты, у которых кроме розетки имеется еще и плоский контакт (рис.2).

Рис. 2. Комбинированный контакт AMP FASTON

Наконечники AMP FASTON отличаются большим разнообразием и могут удовлетворить любые запросы потребителей. Наиболее популярные типы розеточных контактов AMP FASTON показаны на рис.3.

Контактная часть розеточного контакта Premier показана на рис.3а. Он имеет два бор-та, которые загнуты вовнутрь. Плоская часть розеточного контакта (дно) имеет две попе-речных узких прорези, между которыми находится полоска с круглым выступом. Полоска имеет меньшую по сравнению со сплошным дном жесткость и поэтому усилие сочлене-ния розетки с плоским контактом меньше.

После штамповки розеточные контакты подвергаются тепловому шоку, который ослабля-ет 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 изго-товлены из более светлой латуни.

Розеточные контакты Economy (рис.3 в) отличаются от розеток Premier формой кромки бортов, которая позволила значительно снизить усилие сочленения при тех же нормаль-ных усилиях, прикладываемых к вводимому в розетку плоскому контакту.

Розеточные контакты Commercial (рис.3г) имеют более узкие и поэтому менее эластич-ные борта. Вследствие этого возросло усилие сочленения, и повысились требования к аккуратности при монтаже.

Розеточные контакты Moldable ( рис.3 д) отличаются от всех других тем, что не имеют прорезей на плоской части.

Розеточные контакты LIF (Low Insertion Force) (рис.3 е) имеют более низкое, даже по сравнению с розетками Economy, усилие сочленения. Это достигнуто благодаря тому, что борта контактной части розетки разделены на две части с помощью прорезей. Кроме того, с помощью фигурной прорези на дне контактной части розетки уменьшено усилие, кото-рое нужно приложить для отвода фиксирующего выступа вниз.

Рис. 3. Разновидности розеточных контактов AMP FASTON

Провод может быть соединен с розеткой прямо (на одной оси) или под прямым углом. В зависимости от этого розеточные контакты называются прямыми (рис.1 а) или флажко-выми (рис.4а и 4б).

Рис. 4. Розеточные контакты AMP FASTON: а) флажковый, б) флажковый обратный

Если изоляция вмонтированного в розетку провода обжата специальными лепестками , которые удерживают изоляцию и предотвращают оголение провода (рис. 1а), то розетку называют содержащей суппорт изоляции провода. В противном случае ее называют ро-зеткой без суппорта изоляции (рис.5).

Рис. 5. Прямая розетка без суппорта изоляции

Наконечники (розеточные и плоские контакты) AMP FASTON принято классифициро-вать в соответствии с шириной плоского контакта на шесть серий:"312", "250", "205", "187", "125", "110". Наиболее применяемы серии наконечников "250" и "110" 6,3 х 0,8 мм и 2.8 мм соотвественно. Для производства наконечников используют латунь, фосфо-ристую 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 изделия для ответственных применений после 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 покры-тии 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 1.

Таблица 1

При прохождении тока через наконечник с проводом его температура повышается и ста-новится 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 FASTON серии "250" с проводом 16 AWG от проходящего тока. Из графика видно, что при токе 15 А прирост температуры равен 7°С, т.е. 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 FASTON серии "250" с проводом 16 AWG при прохождении тока 30 А. Из графика видно, что контактное напряжение составило 10 мВ после 2 часов и 11 мВ после 48 часов, т. е. оно постоянно.

Рис. 6. Основные характеристики наконечников FASTON

С течением времени под воздействием различных факторов контакты подвергаются коррозии, в результате чего на поверхности контактов появляются окислы металлов и грязь. Между розеточным 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 почти однородной массы в точке касания наконечника и провода, получаемой с по-мощью 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. Реко-мендуемые серии наконечников и допустимые токи показаны на рис.7.

Рис. 7. Допустимые токи наконечников FASTON

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 толь-ко 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).

Рис. 8. Разновидности плоских контактов для печатных плат

Вертикальные контакты могут быть прямыми короткими (рис 8г), прямыми длинными (рис 8д) и угловыми (рис. 8е). Контакты могут несколько выводов (рис.8ж, 8з, 8и). Они могут также отличаться способом крепления на печатную плату: запрессовка (рис.8 г, д, е), с помощью винта (рис. 8 ж, з, и) или заклепки (рис.8 а, 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.9 б), 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.

Рис. 9. Одиночные розеточные контакты в кожухах: а) прямой, б) флажковый

Для используемых в бытовой технике (посудомойках, холодильниках, водяных насосах) переключателей с несколькими плоскими выводами типа FASTON имеются пластмассо-вые кожухи сложной формы на несколько розеточных контактов. Их можно найти в каталоге 82004 фирмы АМР.

Наконечники системы AMP FASTIN - FASTON

Эти разъемы являются кратной версией наконечников FASTON. На рис.10 показан разъем FASTIN - FASTON в сборе и используемые в нем розеточные и ножевые контакты.

Рис. 10. Разъем FASTIN - FASTON и его 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. Кожухи 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 двух до восьми. Такие жгуты применяются в электриче-ских кухонных плитах, моечных машинах, сушилках и автомобильной электропроводке. Система разъемов FASTIN - FASTON может работать при температуре до 125°С. Она удовлетворяют требованиям лаборатории по безопасности CSA.

Розеточные контакты Positive Lock

Эти контакты имеют очень малое усилие сочленения и более надежную фиксацию сочле-ненного с розеткой плоского контакта. Розеточный 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 90о, 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 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 зуб-цов на розеточном и плоском контакте (вместо выступа на розеточном и отверстия на плоском контакте у других типов розеточных контактов) обеспечивает более надежную фиксацию плоского контакта. Розеточные контакты Positive Lock Mark I могут иметь флажковую конструкцию (рис. 12а).

Рис. 11. Розеточный контакт Positive Lock Mark I в изоляторе. 1- внутренний скос изолятора, 2 - депрессор, 3 - направление усилия для утапливания депрессора, 4- зубец

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.

Рис. 12. Розеточные контакты Positive Lock: a) Mark I флажковая, б) Mark II, в) Mark III

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 наконечников Ultra-Fast нейлон полупрозрачный, а у наконечников Ultra-Fast plus нейлон цветной. Кон-струкция 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.

Рис. 13. Розеточный контакт Ultra-Fast

Розеточные контакты могут быть прямыми и флажковыми. Изоляция полностью закры-вает розеточный и плоский контакты, если они состыкованы. Изоляция выдерживает ра-бочее напряжение 600 В. В указанные наконечники провод монтируется с помочью полу-автомата 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 одеты изолирующие кожухи из нейлона 6/6 с рабочей температурой 125°С. Кожухи обеспечивают безопасную работу при напряжении 600 В. Они име-ют 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.

Рис. 14. Розеточные контакты с неполной изоляцией Ultra-Pod: а) прямой, б) флажковый

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 розет-кой обладает почти такой же прочностью как сам провод. Кроме того, на медную трубку надета нейлоновую 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 является упругим и не боится вибраций.

Рис. 15. Розеточные контакты с неполной изоляцией PIDG FASTON

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%.

Петраков Валерий

Статьи по: ARM PIC AVR MSP430, DSP, RF компоненты, Преобразование и коммутация речевых сигналов, Аналоговая техника, ADC, DAC, PLD, FPGA, MOSFET, IGBT, Дискретные полупрoводниковые приборы. Sensor, Проектирование и технология, LCD, LCM, LED. Оптоэлектроника и ВОЛС, Дистрибуция электронных компонентов, Оборудование и измерительная техника, Пассивные элементы и коммутационные устройства, Системы идентификации и защиты информации, Корпуса, Печатные платы