电连接器基础知识

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1、电连接器基础知识电连接器基础知识一、概述 连接器是我们电子工程技术人员经常接触的一种部件。它的作用非常单纯： 在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通， 使电路实现预定的功能。连接器是电子设备中不可缺少的部件，顺着电流流通的通路观察，你总会发现有一个或多个连接器。连接器形式和结构是千变万化的，随着应用对象、频率、功率、应用环境等不同，有各种不同形式的连接器。例如，球场上点灯用的连接器和硬盘驱动器的连接器，以及点燃火箭的连接器是大不相同的。但是无论什么样的连接器，都要保证电流顺畅连续和可靠地流通。就泛指而言，连接器所接通的不仅仅限于电流，在光电子技术迅猛发展的今天，光

2、纤系统中，传递信号的载体是光，玻璃和塑料代替了普通电路中的导线，但是光信号通路中也使用连接器，它们的作用与电路连接器相同。设想一下如果没有连接器会是怎样？这时电路之间要用连续的导体永久性 地连接在一起，例如电子装置要连接在电源上，必须把连接导线两端，与电子 装置及电源通过某种方法（例如焊接）固定接牢。这样一来，无论对于生产还 是使用，都带来了诸多不便，以汽车电池为例，假定电池电缆被固定焊牢在电 池上，汽车生产厂为安装电池就增加了工作量，增加了生产时间和成本。电池 损坏需要更换时，还要将汽车送到维修站，脱焊拆除旧的，再焊上新的，为此 要付较多的人工费。有了连接器就可以免除许多麻烦，从商店买个新电

3、池，断 开连接器，拆除旧电池，装上新电池，重新接通连接器就可以了。这个简单的 例子说明了连接器的好处。它使设计和生产过程更方便、更灵活，降低了生产 和维护成本。连接器属于电子元器件机电组件行业，一般成为接插件，广义的接插件包 括了连接器、开关、管座等。二、什么是连接器二、什么是连接器连接器是我们电子工程技术人员经常接触的一种部件。它的作用非常单纯： 在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通， 使电路实现预定的功能。连接器是电子设备中不可缺少的部件，顺着电流流通 的通路观察，你总会发现有一个或多个连接器。连接器形式和结构是千变万化 的，随着应用对象、频率、功率、应用环

4、境等不同，有各种不同形式的连接器。 例如，球场上点灯用的连接器和硬盘驱动器的连接器，以及点燃火箭的连接器 是大不相同的。但是无论什么样的连接器，都要保证电流顺畅连续和可靠地流 通。就泛指而言，连接器所接通的不仅仅限于电流，在光电子技术迅猛发展的 今天，光纤系统中，传递信号的载体是光，玻璃和塑料代替了普通电路中的导 线，但是光信号通路中也使用连接器，它们的作用与电路连接器相同。三三 为什么要使用连接器为什么要使用连接器设想一下如果没有连接器会是怎样？这时电路之间要用连续的导体永久性地连接在一起，例如电子装置要连接在电源上，必须把连接导线两端，与电子装置及电源通过某种方法（例如焊接）固定接牢。这样

5、一来，无论对于生产还是使用，都带来了诸多不便。以汽车电池为例。假定电池电缆被固定焊牢在电池上，汽车生产厂为安装 电池就增加了工作量，增加了生产时间和成本。电池损坏需要更换时，还要将 汽车送到维修站，脱焊拆除旧的，再焊上新的，为此要付较多的人工费。有了 连接器就可以免除许多麻烦，从商店买个新电池，断开连接器，拆除旧电池， 装上新电池，重新接通连接器就可以了。这个简单的例子说明了连接器的好处。 它使设计和生产过程更方便、更灵活，降低了生产和维护成本。连接器的好处连接器的好处 改善生产过程连接器简化电子产品的装配过程。也简化了批量生产过程易于维修如果某电子元部件失效，装有连接器时可以快速更换失效 元

6、部件便于升级随着技术进步，装有连接器时可以更新元部件，用新的、 更完善的元部件代替旧的提高设计的灵活性使用连接器使工程师们在设计和集成新产品时，以及用元 部件组成系统时，有更大的灵活性。 四、主要的相关理论（一）电接触理论电连接器的基本功能是实现电接触，完成电信号的连接。电接触理论的范 围很广，接触的物理化学过程包括：接触时的热、电、磁、半导体等各种效 应，接触电阻的物理本质及其计算，触头接触点温度场、触点的温差热电势及 其对金属迁移的影响，触头金属小桥理论与计算，触点间热量和质量转移的物 理过程及其数学模型等。在电接触理论方面，荷尔姆作出了重大贡献，他的巨 著电接触总结了他数十年的研究心得，

7、为了纪念他，国际上成立了 HOLM 电 接触学会，各主要国均有相应的年会，国内有北京邮电大学、福州大学、贵州 大学等电接触方面进行研究。（二）电弧理论带电插拔的电连接器涉及到电弧问题，电弧理论包括触头分离时如何引弧 和熄弧的理论，气体放电和激励的过程，火花放电、辉光放电和弧光放电的界 限和过程，离子平衡和电离消电离的过程，极旁和弧柱理论，剩余电流热积累， 电击穿和热击穿的过程，电弧的静态和动态特性，电弧的能量与过电压等等。（三）电器的发热理论除了介质损耗是热源外，电器的发热主要是载流导体的电流效应，在大电 流和强的交变磁场下，载流体间不仅产生巨大的电动力，而且还产生集肤效应 和邻近效应，载流体

8、电流线分布不均匀将直接影响发热和温升。五、常用术语电连接器的术语较多，国标 GB4210-84(相当于 IEC50)对相关的术语进行了 描述，本节仅列出了主要的术语，其他可查阅标准。（1）连接器（Connector）：一般是指有能使电缆和电缆接线端迅速连接或分 离的元件；（2）接触中心距：接触件在安装上的中心位置；（3）接触件（Contacts）：连接元件的导电零件，用来提供电缆到电缆、电缆 到组件或组件到组件的可分离的直通连接；（4）插孔（Socket Contact）：一种阴性接触件，能与阳性接触件插合，一 般接在电路的带电侧；（5）插针（Pin Contact）：一种阳性接触件，通常与插

9、孔插配，一般连接在 电路不带电的一侧；（6）插头（Plug）：连接器的插合的两半之一，在未连接器到另一半上时可自 由活动，一般认为是连接器的阳性部分。（7）插座（Receptacle）：通常是两件式多接触件连接器上固定的或不动的那 一半，也指通常安装在面板上并带有插孔的那一半连接器；（8）接触电阻：在典型的使用条件下，装在连接器上的插针与插孔的最大允许 电阻；（9）绝缘电阻：任何一对接点之间、导体之间或不同组合形式的接地元件之间 的绝缘材料在规定条件下测得的电阻；（10）接点排列：（11）互换性：（12）热插拔：在电连接器接触件带电状况下进行插合或拔出；（13）端接：（14）压接：（15）绕接

10、：用专用自动机或手工工具进行紧密缠绕，将实心导线连接到方形、 矩形或 V 形接线端子上的方法；（16）网格：印制板上点定位用的两组平行等距的正交网络。第二节 分 类 在进行分类以前，我们前来了解连接的对象，电子系统中的连接一般包括了五类：第一类是元件封装的内部连接，如芯片与金属化基底的连接，芯片与蚀刻或冲制的引 线架间的连接，金属化基底与蚀刻或冲制的引线架间的连接（包括引线架之间的连接） ；第二类是元件同印制板或导线的连接，有集成电路封装引脚与印制板的连接，集成电 路封装引脚与印制板间和或点到点连接，集成电路金属化基底与印制板的连接，集成电路 金属化基底与印制板和或点到点的连接；第三类印制板与

11、导线或印制板的连接，有印制板与多股线或单股线连接，印制板与印 制板连接，印制板与圆导体带缆的连接，印制半与扁导体带缆的连接；第四类低板同底板之间的连接，有导线与导线之间连接，同轴线、屏蔽线或双绞合线 互相连接，多股及单芯线、同轴线及屏蔽线、双绞合线以任意组合互相连接；第五类设备同设备间的连接，有导线与导线连接（单股或绞合线） ，同轴线、屏蔽线、 双绞合线互相连接，绞合线及单芯线、同轴线或屏蔽线以及双绞合线以任一组合互相连接。多年来连接器的分类混乱，各个厂家自有其分类方法和标准。1989 年在美国国家电子 配销商协会（NEDA, 即 National Electronic Distributor

12、s Association 缩写，它是一个工业教 育组织 ）的支持下，生产连接器的几大厂家会聚在一起，制订了一部连接器分类标准和术 语。 NEDA 主持制订的这个标准，称为连接器部件分类等级（Levels of Packaging） 。现摘 要叙述于下表：等级 描 述0IC 芯片或芯片到封装的连接器芯片或芯片到封装的连接器 请注意第 1 个等级是 “0“ 级，不是 “1“ 级。此级实际上并不涉及连接。 0 级就是集成电路芯片。Molex 公司不生产 IC 芯片。但是生产把芯片连接到电 路板的插座。 1IC 组件或组件到（电路）板的连接器组件或组件到（电路）板的连接器 当 IC 芯片安装在电路板

13、的插座中时，就是 1 级连接。2（印制）电路板（印制）电路板（PCB）到（印制）电路板的连接器）到（印制）电路板的连接器 2 级连接器用于印制电路板之间的连接。.3导线到电路板或分组合到分组合的连接器导线到电路板或分组合到分组合的连接器 3 级连接器连接印制电路板和分组合、或是连接两个分组合。分组合是电子产品的组成部分。依 Molex 公司的习惯, 3 级也包括某些导线到导线连接器。 4机箱到机箱或输入机箱到机箱或输入/输出连接器输出连接器 4 级连接器级连接器 提供功率或信号连接。一般的经验是：当连接涉及到音频或视频信号时，或是 连接网络和计算机时，要使用 4 级连接器。实际工作中很少按照上

14、述级别谈及连接器，而是按照连接器的外观形式和连接方式来讨论它，如板到板和线到线等。级别是用于学习和分类连接器的。国内连接器规格多，种类繁杂，根据不同的情况，一般可按下列进行分类：高频同轴连接器 视频连接器 阻抗转换器配合尺寸转换器性别转换器微带-同轴转换器同轴转换器波导-同轴转换器高频连接器匹配负载连接器 圆形连接器 矩形连接器 印制板连接器带状电缆连接器低频连接器集成电路连接器按工作频率分混装连接器通用连接器大功率连接器 高电压连接器 脉冲连接器 低噪声连接器 相调连接器 按电气要求分精密同轴连接器 高水压密封连接器密封连接器高真空密封连接器三防连接器 耐辐照连接器 高温连接器 按环境条件分

15、低温连接器 按安装位置分电缆连接器面板连接器穿墙式连接器直式连接器 弯式连接器 按外形分T 形连接器其他还有按应用领域分等。家电、通讯、数据传输、手机、接线端子、组合接插件、 表面贴装等。在军工领域，一般将其分为：微型连接器、圆形连接器、矩形连接器、印制板连接器、射频同轴连接器、特种连接器等。第三节 结 构一般来说，构成连接器的主要零件、部件应包括：接触件、绝缘体（绝缘安装板）、外壳、导向件、定位件、锁紧件、密封件（垫、圈）、安装件、工具等附件。1、接触件详见第五节2、绝缘安装板绝缘安装板在连接器中主要起着固定接触件并实现接触件间的电绝缘的作用，绝缘安 装板的性能在很大程度上决定了电连接器的性

16、能，是电连接器中最为关键的零件之一。1）、绝缘安装板的结构为满足产品的实际使用需要，人们发明了多种型式的绝缘安装板，根据绝缘安装板固定接触件的方式的不同，绝缘安装板的结构形式大致可分为如下几种：A、双体可拆分绝缘安装板插头插座中各有上下两块绝缘安装板，接触件靠这两块绝缘安装板来固定，双体可拆分绝缘安装板的结构示意图如下。双体可拆分绝缘安装板采用这种结构绝缘安装板的产品其优点是接触件的固定非常可靠。B、双体不可拆分绝缘安装板插头插座中各有上下两块绝缘安装板，接触件的支撑件（如撑簧圈）靠这两块绝缘安装板来固定，两块绝缘安装板靠胶粘接为一个整体，双体不可拆分绝缘安装板的结构示意图如下。双体不可拆分绝缘安装板采用这种结构的绝缘安装板的产品其优点是接触件可拆卸。C、单体绝缘安装板插头插座中只有一块绝缘安装板，接触件的支撑靠接触件与绝缘安装板的过盈来实现，单体绝缘安装板的结构示意图如下。单体绝缘安装板采用这种结构的绝缘安装板的产品其优点是产品成本低。D、嵌件绝缘安装板插头插座中只有一块绝缘安装板，接触件直接镶嵌在绝缘安装板中，嵌件绝缘安装板的结构示意