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连接器设计四部曲 解决电源效率难题
连接器设计四部曲 解决电源效率难题
为达到提升电源系统工作效率的目的，设计业者常常会被要求在保持系统功能的前提下，增加电源整体机架的密度，这对于电源连接器而言，意味着更高的散热性能需求以及更低的功率损耗等挑战。为满足这些趋势，制造商在提供具有高线性电流密度的产品时，也必须保证其电源连接器拥有更小的外形，和更紧凑的设计架构。
Molex全球商业产品部企业业务集团营销经理黄渝详表示，Micro-Fit 3.0产品族是一种适合手机、平板电脑、笔记本电脑等应用的紧凑式小尺寸解决方案。
电源连接器设计四部曲：
曲目一：高紧凑
作为电源连接器市场的领航者，Molex拥有一系列具备高紧凑特色的电源连接器。来自Molex全球商业产品部企业业务集团营销经理黄渝详在采访中指出，以Molex 的Micro-Fit 3.0产品族为例，连接器的螺距仅为 3.00 毫米，可承载高达 5.0安的额定电流，其接头由高温 LCP 材料制成，久经考验的技术可确保长期的优异性能与可靠性，适用于包括数据通信设备和重工业在内的几乎任何行业领域。
Micro-Fit 3.0产品族
曲目二：灵活性
除了高紧凑这一特点，电源连接器在设计环节就必须具有极高的灵活性。在这点上，Molex采取的做法是将紧凑性与绝佳的电流密度结合到一起，如Super Sabre连接器，为满足高电压与高电流应用采取了超窄式设计，每个刀片上可提供高达34安的电流，最高可耐受 +125&C 的工作温度，久经考验的技术可确保长期的优异性能与可靠性，适用于包括数据通信设备和重工业在内的几乎任何行业领域。
Super Sabre连接器
曲目三：散热性
针对电源系统最为重要的散热性能，黄渝详表示，连接器的设计对于电源内部气流流通有直接影响，但使用者并不能完全依赖连接器设计来解决散热问题。为了优化系统设计，还必须考虑其它因素如PCB上铜的多少，铜可以帮助吸收连接器接口的热量。
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射频连接器中绝缘子设计方法的改进
摘要：介绍了在传统高抗补偿间隙经验公式的基础上，通过对射频连接器中绝缘子设计方法的改进，降低了电缆组件的VSWR。测试数据表明，这种方法是有效的& ^+ }5 关键词：连接器；射频连接器；电压驻波比 引言 随着现代科学技术的发展，对通信、雷达、电子对抗、无线电导航等系统中的电缆组件要求越来越高，尤其是在电性能方面。用户要求电缆组件在高频、宽带条件下同时具有良好的电压驻波比（VSWR）和低的插入损耗，因此对射频连接器设计工作者的挑战也越来越严峻。射频连接器的结构、与之相配的射频电缆的阻抗均匀性以及组件装配技术的稳定一致性共同制约着电缆组件的电性能。在电缆阻抗均匀性和组件装配技术得到保证的前提下，连接器的结构成为影响电缆组件性能的决定性因素，也成为电子间信号能否准确无误传输的关键。SMA-J824型射频连接器的实验测试数据表明，其具有电性能优良、结构简单稳定等特点。本文通过该连接器的结构设计，阐述了射频连接器绝缘子设计的新方法，作为传统经验公式的补充。 射频连接器的设计原理 射频连接器设计主要包括三个方面：a.头部配合尺寸的选取；b.连接器内外导体与电缆内外导体之间的机械和电气连接，包括一系列的过渡尺寸的确定；c.连接器内部因直径突变而导致的补偿结构的确定。连接器头部可根据需要参照相关的标准规范确定其标准接口尺寸。连接器内外导体与电缆内外导体的机械和电气连接要在保证每一截面上的特性阻抗为50&O的基础上，遵从&直径渐变&原则并保证连接的稳定、可靠。补偿结构的确定是设计射频同轴连接器的关键所在。 为使连接器在其截止频率范围内保持优异的VSWR性能，在设计连接器的结构尺寸时，必须遵循三个基本原则：a.尽量减少阻抗不连续性；b.在每个截面上尽可能保持一致的特性阻抗，将其偏差控制在&0.5&O之内；c.对于每一个不可避免的阻抗不连续性采取共面或高抗补偿。在电缆内外导体与连接器内外导体的连接中，不可避免地存在着直径变化。由于导体直径的阶梯突变，破坏了电磁场分布的均匀性，从而导致了阻抗而不匹配。根据电磁场理论可知，在导体直径的突变处，相当于在均匀传输线中并联上一个不连续电容。连接器的绝缘子起着固定连接器内外导体的作用，并能防止插针或插孔的轴向移动，同时通过对绝缘子尺寸的合理设计，使绝缘子处的感抗正好能补偿内外导体直径变化引起的不连续电容，起到高抗补偿的作用，从而减少电信号在传输过程中的反射，最终达到减小VSWR的目的。实验测试数据表明，绝缘子的补偿间隙直接影响着电缆组件VSWR的大小，因而成为射频连接器设计的关键之一 2 绝缘子高抗补偿间隙的经验计算 在射频连接器结构中，理想情况下特性阻抗Z。但由于内外导体直径不可避免地存在着同时同向突变的状况，使内外导体之间产生了电容Cd，相当于。为了使Z'c=Zc，就要设法产生一个电感，一般可采用使内外导体直径突变处错开一段距离△的方法（错开处可由空气或固体介质作为绝缘），用来补偿由内外导体直径突变引起的不连续电容，这就是以往用得很多的高抗补偿法。高抗补偿主要通过对绝缘子间隙的设计来补偿不连续电容，使间隙段的电感与由电缆、连接器两者内外导体直径变化引起的不连续电容匹配，从而使整个间隙段达到50&O特性阻抗值，在整个截止频率范围内获得优异的VSWR。 传统的绝缘子高抗补偿间隙△的经验计算公式是：（1）（2）,式中D1为较小的外导体直径，D2为较大的外导体直径；&为此处介质的介电常数。在设计射频连接器的过程中，我们可以根据（1）或式（2）初步得出绝缘子高抗补偿间隙的大概值。根据SMA-J824型连接器所接电缆的尺寸，D2/D1=1.11，所以式（1）比较适合计算绝缘子的高抗补偿间隙。由式（1）得到△为0.2mm。但是，按这个尺寸加工的连接器，经装配成电缆组件后测试验证，其性能远远不能满足高频、宽带下的VSWR要求（见图1）。从图中可见，当补偿间隙为0.2mm时，整个频带内的VSWR都不理想。这是因为，式（1）和式（2）未考虑到频率对VSWR的影响。因此，光靠传统的高抗补偿间隙的经验公式来设计射频连接器已不能满足高频、宽带下的VSWR要求，还需要借助于改进的设计方法理一步降低VSWR，△=0.2mm时的改进的绝缘子补偿间隙设计方法由内外导体同时同向突变而引起的不连续电容Cd可看作是内导体直径突变引起的不连续电容Cd1和外导体直径突变引起的不连续电容Cd2的并联，如图4所示，显然，计算内导体直径突变引起的不连续电容时，假定外导体的直径是不变的，如图2所示。内导体直径突变引起单位圆周长度上的不连续电容C'd1可用下列近似公式计算： （3）式中，d1，d2分别为变化前后的内导体直径，d3为外导体直径，&为此处介质的介电常数。则因内导体直径突变引起的不连续电容Cd1为：Cd1=&d3C'd1(&1，&1)（F（4）2）外导体直径突变 计算外导体直径突变引导起的不连续电容时，假定内导体的直径是不变的，如图3所示。外导体的直径是不变的，如图3所示。外导体直径突变引起单位圆周长度上的不连续电容C'd2可用下列近似公式计算：C'd2=C'do+6.2&10-15&(1-&2)2(&2-1.4) (F/cm)（5）（6）图2 内导体直径突变式中；d1为内导体直径，d2，d3为内导体直径，d2，d3分别为变化前后的外导体直径，&为此处介质的介电常数。
收录时间:日 04:45:03 来源:未知 作者:匿名
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