來(lái)源:Digikey 作者:Poornima Apte 印刷電路板是電子電路的構建單元,由許多組件構成。端子塊就是這樣一種組件,在電氣或電子電路中將兩根導線(xiàn)或導線(xiàn)與電路板連接在一起。各種電氣、機械和其他因素決定了端子塊的選擇標準。 推動(dòng)端子塊使用的計算生態(tài)系統 隨著(zhù)越來(lái)越多的企業(yè),甚至是過(guò)去運行傳統生產(chǎn)線(xiàn)的企業(yè)都開(kāi)始以數據為驅動(dòng)力,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 也在日益發(fā)展,以適應這種變化。預計到 2030 年,全球物聯(lián)網(wǎng)設備的數量將達到 400 億臺。 除了物聯(lián)網(wǎng)的興起,以下趨勢也刺激了對各種電氣和電子元件的需求增長(cháng): · 工業(yè) 4.0 和 5.0:物聯(lián)網(wǎng)和機器人是先進(jìn)制造業(yè)的基石。兩者都需要大量傳感器和電子設備來(lái)讀取機器數據,并將信息傳遞給人員進(jìn)行處理。工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展推動(dòng)了對電子電路以及相關(guān)端子塊的需求。 · 人工智能和邊緣計算:工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的運行將數據路由到云端進(jìn)行處理,但隨著(zhù)對實(shí)時(shí)、瞬時(shí)決策的需求,這種情況正在發(fā)生變化。在邊緣使用人工智能增加了對高性能計算的需求,而高性能計算又需要精密復雜的電路。 · 經(jīng)濟領(lǐng)域的去碳化和電氣化:隨著(zhù)去碳化進(jìn)程的推進(jìn),將有更多的電路通過(guò)各種應用投入使用,其中包括電動(dòng)汽車(chē)、混動(dòng)汽車(chē)以及電網(wǎng)。 在電氣和電子電路發(fā)展的大背景下,端子塊的需求也將不斷增長(cháng)。預計到 2027 年,全球端子塊市場(chǎng)規模將達到 52 億美元,年復合增長(cháng)率為 5.7%。 端子塊的連接機制 端子塊可分為不同類(lèi)型,其中一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)是其連接機制。螺釘型端子塊使用螺釘固定導線(xiàn)。按鈕機制包括按下按鈕、插入導線(xiàn)、松開(kāi)按鈕,以使導線(xiàn)夾緊到位。 在推入式端子塊中,用戶(hù)只需將導線(xiàn)推入,在彈簧夾作用下就會(huì )將導線(xiàn)鎖定。這就是 WAGO 2601 系列杠桿式 PCB 端子塊采用 WAGO 獲得專(zhuān)利的 Push-In CAGE CLAMP®(推入式籠式彈簧)連接技術(shù)的工作原理。連接時(shí),用戶(hù)需要將導線(xiàn)推到位。需松開(kāi)導線(xiàn)時(shí),將杠桿向上推,減輕對彈簧夾的壓力(圖 1)。杠桿式端子塊使用方便、快捷,簡(jiǎn)單的上推和下按動(dòng)即可完成連接。 ![]() 圖 1:端子塊上的杠桿通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的裝置夾住導線(xiàn)并將其固定到位,有助于確?焖佥p松的連接。(圖片來(lái)源:WAGO) 杠桿式連接的優(yōu)勢 與其他鎖定機制相比,杠桿式端子塊具有以下一系列顯著(zhù)優(yōu)勢: · 免工具:無(wú)需使用螺絲刀擰緊導線(xiàn),使組裝更快、更高效。對于需要頻繁更換接線(xiàn)的應用,如現場(chǎng)安裝或實(shí)驗室原型制作,杠桿式端子塊尤其有用。 · 減小導線(xiàn)壓力:設備使用壽命更長(cháng),因為不使用螺絲擰緊導線(xiàn),因此不易磨損。連接和重新連接導線(xiàn)更容易,對電路的影響也更小,從而增加了使用壽命。 · 力度適當:用于端子塊連接的擰入式機制存在過(guò)度擰緊的風(fēng)險。過(guò)度擰緊造成壓力增加,會(huì )更快地損壞導線(xiàn),從而縮短電氣和電子元器件的使用壽命。推入式端子塊帶有釋放杠,無(wú)需猜測將導線(xiàn)固定到位所需的作用力。 · 連接更牢固、更穩定:擰入式機制還存在連接松動(dòng)的風(fēng)險,導致信號錯誤和數據丟失。采用推入式夾緊技術(shù)的端子塊可確保連接一致,不會(huì )因技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)技能而改變。穩定的全觸式連接使這些端子塊特別適用于工業(yè)制造和航空航天等高振動(dòng)環(huán)境。 · 靈活性和兼容性:當物聯(lián)網(wǎng)傳感器與更大的電路集成時(shí),很可能會(huì )造成導線(xiàn)組合不均勻,所有這些導線(xiàn)都需要通過(guò)連接來(lái)傳遞數據和信號。使用帶釋放桿的插入式端子塊可連接不同種類(lèi)的導線(xiàn)——實(shí)心導線(xiàn)、絞合導線(xiàn)或細絞線(xiàn)。 · 人性化:端子塊有一個(gè)釋放桿,更容易判斷連接的鎖定或解鎖狀態(tài)。視覺(jué)和觸覺(jué)上的提示讓用戶(hù)更容易使用,并降低了在設置復雜電路時(shí)出錯的可能性。 由于每個(gè)端子塊單元都采用模塊化結構,因此檢查和維護也更加方便。模塊化設計還有助于更快地更換導線(xiàn)。更改時(shí),技術(shù)人員不必拆卸和更換整塊電路板;相反,他們可以專(zhuān)注于需要進(jìn)行操作的具體部分,有選擇性地更換模塊。 選擇合適的端子塊 隨著(zhù)電路變得越來(lái)越復雜,對端子塊的需求也越來(lái)越大,設計人員尋找合適的端子塊時(shí)很可能會(huì )把重點(diǎn)放在是否能在極端環(huán)境條件下工作,能以更小的尺寸封裝的產(chǎn)品上。 選擇端子塊前要考慮的標準包括電路必須承受的電流和電壓。選擇產(chǎn)品之前,設計人員通常會(huì )在數值方面留有余地(所需額定值的 150%)。電極數決定了端子塊可容納的電路數量。端子塊的電壓和電流余量、爬電距離等參數決定了端子塊的間距,即一個(gè)電極中心與下一個(gè)電極中心之間的距離(圖 2)。最后,設計人員必須確保端子塊的外殼大小能夠容納下導線(xiàn),導線(xiàn)規格通常以美國線(xiàn)規 (AWG) 為單位。 ![]() 圖 2:端子塊的間距是電路設計人員的選擇標準之一,它規定了一個(gè)電極中心與下一個(gè)電極中心之間的距離。(圖片來(lái)源:WAGO) 選擇端子塊之前,必須綜合考慮電氣性能、機械參數以及其他指標。例如,WAGO 的 2601 系列杠桿式 PCB 端子塊結構緊湊、免工具,可快速、輕松地端接 26 AWG 至 14 AWG 導線(xiàn)。憑借 WAGO 獲得專(zhuān)利的 Push-In CAGE CLAMP® 連接技術(shù),只需將帶套圈的實(shí)芯導線(xiàn)和細絞線(xiàn)推入端子塊即可完成連接。 2601 系列可垂直或水平連接至 PCB,引腳間距僅為 3.5 mm,因此只需占用極小的電路板空間。2601 系列繼續采用 WAGO 獨特的杠桿式 PCB 端子塊,成為現場(chǎng)設備連接的理想選擇,無(wú)論性能等級如何皆是如此。免工具接線(xiàn)非常直觀(guān),全球適用,杠桿技術(shù)可確保接觸點(diǎn)始終牢固可靠。該系列可應用于電源、控制板、設備制造和設備連接、接口模塊、傳感器、智能家居和控制板。 結語(yǔ) 端子塊對于實(shí)現復雜電氣和電子電路的完整性和性能至關(guān)重要。在選擇時(shí),設計工程師必須考慮各種因素,包括應用、電壓和電流容差以及機械連接機制。由于能夠實(shí)現快速、穩定和可靠的連接,帶釋放杠桿的推入式端子塊尤其易于使用。 |