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简谈绝缘置换连接器技术

发布时间:2021-08-13 阅读数: 26

绝缘置换连接器技术简称为IDC,采用绝缘置换连接器(IDC)可实现多点电缆端接,消除了压接所需的剥离操作。常于多股线缆配套使用,属大规模端接。

1、绝缘置换连接器技术的设计理念

压接法和IDC接线法的关键区别在于压接电缆的方式不同。

在压接过程中,预剥离电缆和端子在大压力压接模具的作用下严重变形,突破其上的氧化层,获得金属间的接触。

每一个每个触点施加相对较大的力,变形包括端子的塑性变形和电缆的轴向挤压。冷焊通常是通过强力产生的,在端接系统中储存的弹性能量很少。压接触点的关键尺寸是压接工具获得的压接高度公差(如下图1所示)。这需要仔细设置和持续监控,以保持长期压接高度的质量。

IDC端接法所需的力要小得多。将绝缘电缆压入端子槽内,该槽设计用于利用产生局部塑性变形的剪切力使电缆变形,切断绝缘层,去除氧化物。它是通过一个动作来实现的,并且在电缆和端子之间形成了高压接触面。由于端子在端子和端子之间具有弹性,所以稳定的IDC系统设计在端子中储存了大量的能量。

端子的槽宽和插入深度在IDC端接中非常重要。槽宽尺寸在落料过程中容易控制在0.1密耳。另外,电缆插入工具可以简单地控制插入深度,因为插入深度公差通常是几个密耳,所以端接质量可以通过目视检查来检查。IDC端接比较容易适应生产环境,所以它比压接更有优势。

2、绝缘置换连接器技术的优缺点

IDC绝缘置换连接器技术的优点是应用成本低,可靠性高。缺点之一是限制连接器的几何形状。

通常,双排触点的矩形形状为系统提供了最佳的外观尺寸。此外,需要防退线装置,因为在电缆振动的情况下,与端子的接触面可能不够稳定。在机械应力较大的应用中,经常需要使用双槽,有时需要使用电缆绝缘夹。

3、性能特点

压接效果好是由于压接过程中金属间的接触,由于电缆的轴向挤压,储存了少量的弹性能量。随着时间的推移,如果压接头保持在机械稳定的状态,额外的扩散焊接可以改善接触面。然而,端子/电缆系统中的应力松弛和蠕变过程倾向于降低其机械稳定性。因此,根据不同的机械设计,蠕变过程可能最终导致退化。如果接触面最初具有边际强度,并且由于振动和应力松弛而减弱,机械稳定性将限制其使用寿命。

IDC端连接的机械稳定性取决于端子的弹性和电缆的负载状态。从设计的角度来看,这更容易控制。此外,电缆的防退线装置可以防止电缆与端子接触处的松动。如果是实心线,通过适当的防退线措施,IDC端连接由于其固有的良好机械稳定性,将具有与压接相同甚至更好的性能。这是因为偏转端子中储存的弹性能量保持了大压力接触面。典型情况下,对于AWG26等小线规则,端子设计在接触面提供几磅的力和数密耳的弹性偏转。对于较大的线规则,如AWG20,压力可高达15-20磅。

对多股线来说,线芯束的机械稳定性对其性能起着重要作用。影响其性能的因素有两个。第一,由于线芯束承受着压缩负荷,当由于机械干扰、应力松弛和蠕变而在槽内松弛时,接触力有减小的趋势。可能的松弛程度取决于所用多股线的类型。线芯的数量和层次(或绞合)、导体顶层(镀层)和绝缘类型对机械稳定性起着重要作用。

对某些绝缘类型而言,无镀层、线芯数量多、层次少或无的多股线最难可靠地进行端接;而有覆层的7股线最简单,往往具有与实心线相同的性能。第二,由于接触点由有限数量的线芯(通常为7股线中的4股)组成,因此线芯之间的导电性能会影响整体的导电性能。若电缆镀锡能优化整体的导电性能。显而易见,在多股线的情况下,夹紧电缆绝缘层的应力释放非常重要。有时候,IDC端子槽的附加(或备用)能提供必要的机械稳定性。利用端子适当的偏转量(柔顺度)和有效的应力释放,可优化IDC端接的机械稳定性。

4、线缆负载特性

每一种电缆都有一个独特的参数,由此必须对每一种情况下的负荷特性进行评估,规范端接特定类型电缆的设计标准。实心线或多股线的负荷特性可在实验室中测量,并使用固定测力计模拟指导几何形状的槽。确定结果用于确定端子的负荷要求。电缆的负荷特性可以显示在给定设计的力变曲线上。请注意,斜角、过渡半径和材料厚度对给定电缆的负荷特性有明显的影响。

经过分析,设计目标是通过预定的设计区域提供电缆曲线的端子。通过检查电缆插入模拟装置后的接触区域,确定给定几何形状的设计区域。根据定义,设计区域是绝缘层被替换,导体有效变形,形成大压金属间接触的负载曲线区域。在多股线条的情况下,设计区域通常代表机械稳定性最好的负载曲线区域,该区域具有尽可能多的线芯形成的良好接触,各线芯无严重损坏。

5、测试方法

IDC接触面的机械稳定性对实际性能起着至关重要的作用。因此,振动、机械、热冲击、温度/湿度循环是测试中考虑的重要因素。为了增强这些因素产生的模拟实用老化的实验室测试,应该在产品认证测试中重点考虑。在这个测试项目过程中,端接电阻的变化应该作为监控的主要性能特征。简单的故障标准10Rc可用于判断其性能(电缆与端子接触面最小接触电阻的10倍)。

考虑到IDC端接的基本原理,很明显,该技术在许多应用中都具有与压接触点相同的优异性能。此外,这种端接还能降低应用成本。这种理想的情况促使我们认真考虑IDC技术作业中应用IDC技术。很多应用程序都可以提供使用IDC技术的机会,并且可以降低成本,保持其端接性能。


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