一篇文章带你了解连接器

【连接器的定义】

连接两个或两个以上的电路装置的统称。连接器作为一种机电元件，一般是成对工作的，分为插头（公），插座（母），插头的英文plup（或male，header）；插座（母）的英文Receptanle或Socket，jack，female。

它通过一定的机械动作来完成电器的连接和切断，它的主要功能有：

传输信号或传输电能

接通电路或切断电路

【连接器总体性能参数】

1、机械参数

插拔力

插拔力是衡量连接器性能重要的机械性能。插拔力分为插入力和拔出力（或分离力），两者的要求不同。从使用角度来看，插入力要求越小越好，而拔出力不能太小，否则影响接触的可靠性。

机械寿命

机械寿命实际上是一种耐久性指标，它是以一次插入和一次拔出为一个循环，以在规定的插拔循环后连接器能否正常完成其连接功能（如接触电阻值）作为评判依据。

其与接触件结构（正压力大小）、接触部位镀层质量（滑动摩擦系数）以及接触件排列尺寸精度（对准度）有关。

2、电气参数

接触电阻

高质量的电连接器应当具有低而稳定的接触电阻。连接器的接触电阻从几毫欧到几十毫欧不等。

额定电流

取决于端子的材质与截面积，截面愈大则单位长度的阻抗愈小，通电流所产生的热量愈少，则端子温度上升幅度较小，也就可以传导较大的电流。

绝缘强度

衡量电连接器接触件之间和接触件与外壳之间绝缘性能的指标，其数量级为数百兆欧至数千兆欧不等。

抗电强度

又称为耐电压、介质耐压，是表征连接器接触件之间或接触件与外壳之间耐受额定试验电压的能力。

其它电气参数

电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果，一般在100MHZ～10GHZ频率范围内测试。

对于射频同轴连接器而言，还有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比等电气指标。

3、环境参数

耐温

目前连接器的最高工作温度为200℃，最低温度为-65℃。——耐温实验、温度循环测试

耐湿潮气

潮气的侵入会影响连接器的绝缘性能，并锈蚀金属零件。——恒定湿热试验、交变湿热试验

耐盐雾

连接器在含有潮气和盐份的环境中工作，其金属结构件、接触件表面处理层有可能产生电化腐蚀，影响连接器的物理和电气性能。——盐雾试验、腐蚀性气体测试（SO2、H2S）

耐振动和冲击

耐振动和冲击是电连接器的重要性能，在特殊的应用环境中如航天航空、铁路中尤为重要，它是检验连接器机械结构的坚固性和电接触可靠性的重要指标。——振动试验、物理冲击试验

【连接器结构介绍】

Housing （绝缘体）、Contact（接触件）、Shell（壳体）、附件

1、Housing （绝缘体）

Housing又称作底座或安装板。它是整个连接器的主体构件，决定连接器的外观尺寸及各零件定位。Housing其材质一般为塑料材质。

端子间的电气绝缘；

固定端的几何位置，利于插入和尺寸稳定；

为端子提供机械保护和支撑；

将端子从应用环境中隔离开来，较少对腐蚀的敏感。

2、Contact （接触件）

Contact是连接器完成电连接功能的核心零件，又被称作接触端子。一般由阳接触件和阴接触件组成接触对，通过阴、阳接触的插合完成电连接。

公端子一般采用黄铜材质，其导电性佳但是弹性差；阳接触件形状多为圆柱形（圆插针）、方柱形（方插针）或扁片形（插片）；

母端子一般采用磷铜材质，导电性较差但是弹性较好。阴接触件形状有圆筒形（劈曹、缩口）、音叉型、盒型（方插孔）等。

3、Shell（壳体）

Shell是连接器的外罩，Shell功能包括：机构方面有结构加强、公母座配接框口界定、连接器PCB的定位、分担外力机械保护等功能。电气方面有EMI屏蔽、ESD接地等功能。

4、附件

附件分为结构附件和安装附件。

结构附件：卡圈、定位销、导向销、连接环、电缆夹、密封圈、密封垫等。安装附件：螺钉、螺母、弹簧圈、垫片等。

【连接器材料介绍】

1、接触件材料介绍

2、绝缘材料介绍

一般分为两种热塑性塑料和热固化塑料。热塑性塑料分子结构呈线状，能够进行液态和固态的可逆性反应，可重复回收使用。热固性塑料结构呈网状，不能发生可逆反应。

3、镀层材料

【常用连接器分类】

一、D型连接器

D-SUB属于线缆连接器（线对板），主要实现线缆与印制板之间的连接功能。D-SUB为D-subminiature的简称，又叫D型连接器。它一种模拟信号接口连接器，命名的由来为其连接界面呈字母D型。

1、分类

普通型：9芯、15芯、25芯、37芯

高密度型：15芯、26芯、44芯、62芯、78芯

功率型：电源应用（2V2—36W4型）

带滤波器型：电容滤波、电感滤波、护套滤波

安装方式：直式、弯式、（板端）；压线、焊杯（线端）

2、适用标准

DIN 41652(德国标准 Φ1mm的圆形触点、梯形机柜连接器通用安装结构和尺寸、构造形式综述)

CECC 75301-802(欧洲标准 频率低于3MHz的矩形连接器，具有梯形外壳和圆形接触件，直径为1mm带卷钩的焊接和压入式终端的连接器)

IEC 600807(国际电工委员会标准 频率低于3MHz的矩形连接器 第3部分:具有梯形金属外壳和圆形接触件的系列连接器详细规范)

3、D-SUB的特性

a）耐电压

Contact—Contact：1000 Vr.m.s

Contact—test panel：1200 Vr.m.s

b）工作电流

普通型最大工作电流7.5A，高密度型工作电流一般为2A。另外ID端接方式的工作电流最大为2A。

c）接触电阻

标准密度型10mΩmax；高密度型20mΩmax。

d）绝缘电阻

5GΩmin 。

f）机械操作

最大速度：10mm/s，间隔时间30s（不插合）

4、应用

D-SUB作为一个串、并行输入输出连接器，它适用于RS232、RS48等通讯协议，另外也常用于连接信号线。

5、选型原则

1）选型时优选标准密度型。

2）组合前，带电模块应使用孔（母）座，不带电模块使用的D-SUB应选用针（公）座。

3）选用固定端D-SUB时，优选后铆鱼叉锁螺丝。连接螺纹优选UNC4-40。

4）不经常插拔的情况下使用，选镀1u“半金锡镀层即可。

二、RJ45

1、分类

按照安装方式分类

90度安装（侧端出线）；180度安装（顶端出线）。

外壳分类

屏蔽外壳、非屏蔽外壳。

按照功能分类

带指示灯（一般为黄绿灯）、不带指示灯；

接地方式

PCB板接地及面板接地方式。

2、适用标准

IEC 60603-7

3、RJ45的特性

a）耐电压

Contact—Contact：1000Vd.c or a.c.peak

Contact—test panel：1500Vd.c or a.c.peak

b）耐电流

c) 绝缘电阻

测试电压：100Vd.c

接触件之间、接触件对壳：500MΩmin

d)传输特性

插入损耗、回滞损耗、传播延时、耦合衰减

三、扁平线缆连接器

适用于连接扁平电缆的直式和弯式的牛角插座、简易牛角插座及与之配合使用的压接头。主要由三部分实现连接，分别为针座，压接头及线缆。

其主要针间距有2.54mm，2.00mm，1.27mm；双排形式。其中插头上的凸台及针座上的定位槽有防误插作用。

1、线缆的选用

线缆的截面尺寸、韧性和挠性应能提供足够安全的电流负载能力和强度，一般情况下不宜用过细的导线。

2、选型原则

牛角型扁平线缆连接器带有牛角，占用空间较大，电流使用等级一般为小于2A，选用时应充分考虑结构上的要求。

简易牛角由于没有卡扣连接容易松动，占用空间较小，但在震动环境应用时，不建议使用。

建议选择带防插错装置的针座和插头。

四、欧式连接器（DIN41612）

指符合DIN41612标准的连接器。器件类型有两排结构的弯公、直母配的B型、2 B型；直公、弯母配的Q型、2 Q型；三排结构的弯公、直母配的C型，2C型；直公、弯母配的R型、2 R型；弯公、直母配的M型；弯针、直母配的D型（DIN Power）等。X与2X的区别为接触件排列存在区别，其中2X较X尺寸小。

1、分类

按照工作电流分类

普通型（2A），大电流型（6A），功率型（15A）。

按端接形式分类

焊接型、压接性、压线端子型、IDC刺破绝缘型。

2、适用标准

IEC 60603-2-1995：印制板用频率低于3MHz的连接器 第2部分:有质量评定和具有通用普通安装特性、基本网格为2.54 mm (0.1 in)的印制板用两件式连接器详细规范

DIN41612标准已经被IEC 60603-2所取代。

3、选型原则

欧式连接器一般用于3MHZ以下的信号或电源连接，不适合10MHZ以上的信号连接；用作3~10MHZ信号连接时，要求使用隔离法，用接地插针插在各信号针之间，避免两相邻信号相互影响，产生较大的串扰。

对于普通型欧式连接器，在工作温度为25℃时，在设计使用时，建议分配给每对针孔的电流在1A以下，可采用接两对或几对插针、插孔过较大电流。

选型时优选底座用直孔座，子板用弯针座。

优选B、C类型，功率型优选D型（32针）、E型（48针）、H型（15针）。

安装固定方式有两种，一种为鱼叉固定方式，该种方式在焊接时固定针会被焊死，不利于维修拆卸。另一种为螺钉固定方式，这种方式需用螺丝、螺母、平垫、垫片配套使用，工艺操作较为复杂，优点是便于拆卸。当工艺水平达到较高水平时，建议用鱼叉，现阶段建议螺钉固定方式。

当欧式连接器有绝缘要求时，需考虑电气间隙和爬电距离的选择。

五、条列式插针、插座

条列式连接器一般实现印制板与印制板连接、与插座配合完成板和线缆的连接（烧录程序）、与断路器配合完成板上跳线功能。

1、分类

按照间距分类

2.54mm、2.00mm、1.27mm等。

按照端接形式分类

通孔（THT），表贴（SMT）、直针、弯针

按照外形分类

单层型，双层堆叠型、穿墙型。

2、选型注意事项

非接触件部分（引脚、过渡区）镀锡，接触部分镀金。

接触件镀金厚度选择：普通应用优选镀层厚度0.25um，插拔较频繁的应用优选0.76um。

推荐选用2.54mm间距，对空间有严格要求时选2.00mm间距。

此类连接器建议每对针孔工作电流不超过3A。

选型时注意孔座的插入深度，保证配合可靠（插入塑体三分之二以上深度）。

根据产品结构高度要求，选择相应配合高度的针座、孔座。当板间距离11mm以下时，选用普通插针、插座；11mm以上选堆叠的针座搭配普通孔座使用（最高板间距可达34mm）。

2.00mm及以下间距推荐表贴形式。

针座优选40针。

六、其它类型连接器

IC插座

IC插座实现IC与PCB板的连接功能，有DIP、PLCC、PGA等多种形式。

对于双列直插式封装的IC插座，其两排引脚宽度为7.62mm，10.16mm，15.24mm等几种。对于微处理器、EPROM等芯片必须使用插座时，一般使用宽15.24mm的IC插座。

IC插座一般与插装芯片配套使用，今后随公司器件的表贴化，将逐步被淘汰。

2、Soft-shellconnects

Soft-shell connects属于线缆连接器（板对线），一般用于低频信号或电源的连接。适用于小型化，轻型，低价位连接器的需求，每根端子所容纳的电流可有多个级别，最多可到7A。

这种端子通常配置成pin/socket结构，由黄铜和磷青铜制成，有一些类型的端子直径是1.6mm（0.063in），2.28mm(0.084in)，3.56mm(0.140in)，这些端子能够与10到30AWG的线缆压接。此种连接器多用白色尼龙做绝缘体材料，在壳体上做了一些锁扣，导向保护。

3、柔性印制板连接器

这种连接方式的成本和灵活性不如线缆连接方式。一般用于LED背光灯、触摸屏、液晶显示屏幕连接。柔性印制板的厚度为0.13～0.38mm。

此类连接器的优点为尺寸小，质量轻，可用于高速信号应用；但其价格较高，对于普通产品，尤其是大批量产品，不推荐使用。并且插拔次数为有限（一般为25次），寿命有限。

4、USB(UniversalSerial BUS 通用串行总线)

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