常見(jiàn)端子塊類(lèi)型、關(guān)鍵電氣和機(jī)械考慮因素

作為所有工程師常用的連接組件，多年來(lái)端子塊一直被用來(lái)為各種應(yīng)用提供半永久性的安全接線。端子塊又稱(chēng)接線端子、端子連接器或螺紋端子，由模塊化外殼和絕緣體組成，可將兩根或多根導(dǎo)線連接在一起。由于其連接是半永久性的，因此端子塊有助于簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)檢查和維修過(guò)程。雖然是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的組件，但在選型前對(duì)端子塊及其規(guī)格有一個(gè)基礎(chǔ)性的了解還是有好處的。

本文討論主題將包括常見(jiàn)端子塊類(lèi)型、關(guān)鍵電氣和機(jī)械考慮因素，并會(huì)提供一些進(jìn)一步的細(xì)節(jié)以幫助工程師選型。

常見(jiàn)配置

PCB安裝式、柵欄式和直通式是設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的三種端子塊類(lèi)型。下表列出了這三個(gè)不同的類(lèi)型及其基本原理、安裝方式和配置。

重要電氣規(guī)格

在設(shè)計(jì)階段有許多關(guān)鍵電氣規(guī)格需要考慮，涵蓋常見(jiàn)的端子塊類(lèi)型。具體包括：

額定電流

一般來(lái)說(shuō)，在接線盒設(shè)計(jì)中，最需要注意的規(guī)格是額定電流。這建立在三個(gè)方面的基礎(chǔ)之上：端子的電導(dǎo)率、橫截面積和相應(yīng)的溫升。在選擇端子塊時(shí)，建議的額定電流至少為系統(tǒng)預(yù)期最大電流的150%。如果端子塊的額定電流不正確，工作電流過(guò)高時(shí)，會(huì)造成端子塊過(guò)熱和損壞，并導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問(wèn)題。

額定電壓

端子塊的額定電壓部分受其外殼的間距和介電強(qiáng)度的影響。與額定電流選擇思路相同，端子塊的額定電壓必須大于系統(tǒng)的最高電壓，同時(shí)還要考慮到可能會(huì)損壞連接的任何電壓浪涌。

極數(shù)

極數(shù)是表示一個(gè)端子塊所容納獨(dú)立電路數(shù)的常用方法。這種規(guī)格一般會(huì)從單極到24極不等。

間距

間距定義為相鄰兩極之間的中心距離，它由端子塊的總體額定值決定，涉及因素如爬電距離、電壓/電流和間隙等。一些常見(jiàn)的間距實(shí)例包括2.54mm、3.81mm、5.0mm等。

電線尺寸/類(lèi)型

在北美，端子塊可接受的電線采用美國(guó)線規(guī) （AWG） 為單位，該規(guī)格指定了模塊可接受的電線尺寸或線規(guī)，以確保電線物理上能夠裝入外殼。值得慶幸的是，大多數(shù)端子塊都具有一定的容差，能夠容納如18~4或24~12AWG等一系列導(dǎo)線尺寸。除線規(guī)外，還需根據(jù)所選模塊類(lèi)型考慮導(dǎo)線類(lèi)型。絞線或多芯線是螺紋端子的理想選擇，而單芯線通常與推入式端子塊配對(duì)使用。

重要機(jī)械規(guī)格

接下來(lái)是機(jī)械規(guī)格，它涉及到端子塊的尺寸、方向和設(shè)計(jì)中連接的易操作性。重要的機(jī)械因素包括：

接線方向

水平 （90°）、垂直 （180°） 和45°是三種最常見(jiàn)的端子塊方向。這一選擇取決于設(shè)計(jì)的布局，以及哪種方向最適合和最方便進(jìn)行接線。

圖1：典型的端子塊方向（圖片來(lái)源：CUI Devices）

導(dǎo)線固定方法

與方向類(lèi)似，端子塊有三種常見(jiàn)的電線固定方式：螺紋端子、按鈕或推入。這三種類(lèi)型都比較名副其實(shí)。螺紋端子或螺絲型端子塊包含一個(gè)螺絲，當(dāng)擰緊時(shí)會(huì)閉合夾子，將導(dǎo)線固定在導(dǎo)體上。按鈕功能很簡(jiǎn)單，只需按下一個(gè)按鈕，打開(kāi)夾子讓導(dǎo)線插入，松開(kāi)按鈕后閉合夾子將導(dǎo)線夾緊。對(duì)于推入式端子塊，導(dǎo)線則可以直接插入外殼，無(wú)需螺絲或按鈕打開(kāi)夾子就可以建立連接。

圖2：典型的導(dǎo)線固定方法（圖片來(lái)源：CUI Devices）

聯(lián)鎖式與單體式

端子塊可采用聯(lián)鎖式或單體式外殼。聯(lián)鎖式端子塊通常有2極或3極版本，能夠讓工程師快速實(shí)現(xiàn)不同的極數(shù)或?qū)⑼荒K類(lèi)型的不同顏色連接在一起。單體式端子塊無(wú)疑是將所有的極都包含在一個(gè)模塊中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，使其具有更高的剛性和堅(jiān)固性。

圖3：聯(lián)鎖式與單體式端子塊對(duì)比（圖片來(lái)源：CUI Devices）

線對(duì)殼方式

需要頻繁地連接和斷開(kāi)主連接時(shí)，插拔式端子塊就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。這些方式是將導(dǎo)線插入一個(gè)模塊化插頭，然后將插頭連接到PCB上的固定插座，使之易于斷開(kāi)，且無(wú)需處理單個(gè)導(dǎo)線。

圖4：插拔式端子塊的插頭和插座連接（圖片來(lái)源：CUI Devices）

安全等級(jí)和其他考慮因素

UL和IEC是認(rèn)證端子塊的主要安全機(jī)構(gòu)。在端子塊規(guī)格書(shū)中，通常會(huì)列出UL和/或IEC安全標(biāo)準(zhǔn)，且參數(shù)值通常也各不相同。這是因?yàn)槊總€(gè)機(jī)構(gòu)使用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不同，所以工程師必須了解其整體系統(tǒng)的安全要求，才能選擇符合要求的端子塊。 雖然在許多設(shè)計(jì)中有些因素可能是事后才想到的，但對(duì)端子塊的外殼或按鈕進(jìn)行顏色定制是有好處的。在為端子塊選擇獨(dú)特的顏色時(shí)，工程師可以更容易地將復(fù)雜系統(tǒng)中的連接點(diǎn)連接起來(lái)，避免連接不當(dāng)。 最后，在處理極端溫度的環(huán)境或應(yīng)用中，也可以選擇具有更高溫度等級(jí)的端子塊。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)關(guān)鍵電氣和機(jī)械規(guī)格以及不同模塊類(lèi)型的了解，工程師可以更好地滿足各種電氣系統(tǒng)連接的需要。CUI Devices的端子塊產(chǎn)品線為工程師提供了一系列的顏色和配置選擇，簡(jiǎn)化了這一選型過(guò)程。

審核編輯 ：李倩