고전류 커넥터의 심장부인 저 접촉저항 소켓

커넥터를 통해 고전류, 고전압 전기를 전송해야 하는 응용 분야는 계속적으로 증가하고 있습니다. 이러한 응용 분야에는 전기 차량(EV) 충전, 전체 가구의 백업 배터리, 스마트 생산과 전기 저장을 지원하는 배터리 등이 있습니다. 또한 확장 중인 분야인 데이터 센터에서도 사용되는데, 여기서 배전 장치(PDU), 무정전 전원 공급 장치(UPS), 라우터, 전력 선반은 높은 전압에서 고전류 입력을 관리합니다. 제조 및 공장 현장 시스템, 로보틱스, 환경 제어에도 이러한 특수 커넥터가 필요합니다.

이러한 응용 분야의 커넥터는 훨씬 더 작은 공간에서도 불필요한 손실 없이 고전류, 고전압 입력을 지원해야 합니다. 효율적인 전력 전달은 전압 강하를 방지하는 데에도 중요합니다. 전압 강하는 과열로 이어져 장비를 손상시키고 화재를 일으킬 수 있습니다. 동시에 이러한 커넥터는 자동화된 고속 조립을 지원하면서, 장비 손상 및 재작업을 방지하기 위해 오류 방지 기능을 갖추고 있어야 합니다.

여러 다양한 유형의 커넥터에서 작동하는 고전류, 고전압 기술 중 하나로 Molex의 COEUR 소켓 기술을 들 수 있습니다. 이 기술은 고전류 응용 제품에서 접촉 저항을 최소화합니다. COEUR 소켓을 기반으로 구축된 제품은 확실한 연결을 보장하고, 더 작은 공간에 더 많은 장치를 장착하고, 제조 과정을 간소화할 수 있습니다.

고전류, 고전압 커넥터의 핵심

COEUR 소켓은 원뿔 모양으로, 고전도 금으로 제작된 여러 개의 각진 접촉 빔이 원형으로 정렬되어 있습니다(그림 1). 지름 범위는 3.40mm ~ 11.00mm이며 압입식에 맞는 은 핀과 함께 사용됩니다.

그림 1: COEUR 소켓 커넥터는 상단 부분이 벌어진 원뿔 형태로 배열된 금 접촉 빔을 사용하여 고전류, 고전압 응용 제품을 위한 낮은 접촉 저항을 제공합니다(이미지 출처: Molex).

핀은 원뿔의 가장 좁은 점에서 빔과 접촉하며, 해당 점을 지나 원뿔의 끝 부분에서는 빔이 약간 벌어집니다. 이렇게 각진 형태로 인해 각 바는 단지 삽입된 핀과 단지 점 접촉이 아니라 타원형 접촉 영역을 갖게 됩니다. 접촉 영역이 클수록 접촉 저항이 작아지며, 전압 강하 및 커넥터에서 발생하는 열이 감소합니다.

저 접촉저항 설계의 또 다른 이점은 전자 부품을 더 밀착 배치하여 공간을 절약할 수 있다는 것입니다. COEUR 소켓은 모두 10.0mm 높이로, 이는 전선 기판 간, 전선 벌크헤드 간, 기판 간, 기판 버스바 간과 같은 여러 연결 시나리오에 적합한 높이입니다.

고전압, 고전류 커넥터의 특성

COEUR 소켓 기술을 사용하는 연결 솔루션은 높은 전류와 높은 전압을 처리하도록 설계되었습니다. 예를 들어, Sentrality 핀 및 소켓 상호 연결 시스템은 0.20mΩ ~ 0.40mΩ의 접촉 저항으로 최대 1,000V에서 75A ~ 350A의 전류를 처리할 수 있습니다. 이러한 특성을 통해 시스템(그림 2)은 가정용 에너지 저장, 산업 자동화, 네트워킹, 이동통신 응용 분야에서 인쇄 회로 기판(PCB) 간에 또는 PCB 버스바 간을 효율적으로 연결할 수 있습니다.

그림 2: Sentrality 핀 및 소켓 상호 연결 시스템에서 COEUR 소켓을 사용하면 PCB와 버스바와의 고전류, 고전압 연결을 실현할 수 있습니다. 이 시스템은 기판 스택 높이를 최소화하며 ±1.00mm의 방사형 자기 정렬로 허용 오차 누적을 개선합니다(이미지 출처: Molex).

SW1 전선 기판 간 커넥터에서, 0.25mΩ의 접점 저항을 가진 COEUR 소켓은 2AWG ~ 4/0AWG(0.258in ~ 0.45in 지름)의 전선 크기에서 1,000V를 기준으로 120A ~ 300A의 안전한 전송을 허용합니다. 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 덮개형 커넥터(그림 3)는 공장 현장, 로보틱스, 가정용 에너지 저장 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.

그림 3: SW1 상호 연결은 COEUR 소켓을 사용하여 고전류, 고전압 케이블을 PCB 및 버스바에 안전하게 연결합니다. 한 손으로 잠글 수 있는 설계는 90° 연결을 통해 케이블 굽힘도 제거합니다(이미지 출처: Molex).

고전압, 고전류 커넥터로 적합한 제품 찾기

COEUR 소켓 기술은 고전압, 고전류 연결을 구현하는 데 필요한 공간을 최소화합니다. Sentrality 시스템 같은 커넥터는 PCB 또는 버스바 사이의 적층 높이를 낮게 유지합니다. 한 기판에는 압입식 또는 표면 실장 기술(SMT)을 위한 옵션이 있으며, 다른 기판의 경우 설계자는 1.50mm 적층 높이에는 압입식을, 1.75mm의 적층 높이에는 SMT 실장을, 4.5mm의 적층 높이에는 나사 실장 옵션을 선택할 수 있습니다.

HyperQube 케이블 기판 간 또는 케이블 버스바 간 커넥터(그림 4)는 또한 12.3mm x 15.5mm의 작은 실장 면적을 가집니다. 이 커넥터는 COEUR 소켓 기술을 사용하여 6AWG ~ 2AWG의 전선(0.162in ~ 0.258in 지름)에 걸쳐 0.20mΩ의 접촉 저항으로 120A를 처리합니다. 결합된 상태에서 HyperQube 치수는 19.5mm x 43.7mm x 17.7mm입니다.

그림 4: HyperQube 커넥터는 고전류 전선 또는 케이블을 PCB 또는 버스바에 연결할 수 있는 간편한 방법입니다. 제거 가능한 나사 실장 설계, 기계적으로 키잉된 위치 지정 페그, 색상 코딩으로 HyperQube 설치가 간소화됩니다(이미지 출처: Molex).

기판 공간을 효율적으로 사용하는 것 이외에, 전자 부품 설계자는 케이블의 최소 굽힘 반지름을 수용하는 문제도 고려합니다. 설계자는 예를 들어 90° 설계 옵션 및 360° 회전을 통해 조립 동안 굽힘 없이 케이블을 연결할 수 있는 설계를 찾습니다. COEUR 소켓 지원 HyperQube 및 SW1 커넥터가 이러한 기능을 제공합니다. UltraWize 커넥터는 또한 90° 형상을 사용하여 공간 절약 스태거 위치 지정 핀(그림 5)을 통해 전선을 PCB에 연결하며 0.4mΩ 접점 저항에서 170A 및 125V를 처리할 수 있습니다.

그림 5: UltraWize 커넥터는 스태거 위치 지정 핀을 갖추고 있어 125V에서 최대 170A를 전달하는 전선을 기판에 효율적으로 연결할 수 있습니다. 이 커넥터는 UL94V-0 내연 등급, 125V_AC 절연 내전압, 500V_DC 절연 저항을 제공합니다(이미지 출처: Molex).

Sentrality 시스템 및 PowerWize 블라인드 결합 인터페이스(BMI) 상호 연결(그림 6)과 같은 일부 제품은 또한 방사형 자가 정렬도 지원하여, 허용 오차 누적을 완화할 수 있습니다. PowerWize BMI 패널 기판 간 및 패널 버스바 간 커넥터는 그로스 정렬을 위한 내장된 가이드 레일과 함께 ±2.00mm의 방사형 자가 정렬을 관리하며 0.10mΩ ~ 0.25mΩ의 접촉 저항에서 75A ~ 185A를 처리할 수 있습니다.

그림 6: PowerWize BMI 커넥터는 가이드 레일 및 ±2.00mm 자가 정렬을 통해 블라인드 결합을 지원합니다. 나사 실장 및 납땜 테일 옵션을 통해 버스바 및 PCB에 부착할 수 있습니다(이미지 출처: Molex).

고전류 및 고전압 전자 시스템 설계자는 또한 조립을 간소화해야 합니다. COEUR 소켓 지원 커넥터는 대부분 테이프 및 릴 형태로 제공되거나 자동 조립을 위해 픽 앤 플레이스 트레이로 제공됩니다. 기계적 키잉, 색상 코딩, 가청 클릭과 같은 특징은 조립 과정에서 인간의 오류를 방지합니다. 모든 COEUR 소켓 지원 커넥터는 EIA-364에 따라 최소 200회의 결합-분리 주기 정격을 갖추고 있습니다.

고전류, 고전압 환경에서 안전성 보장

높은 전류와 높은 전압을 다루는 응용 분야의 경우, 안전은 공간 절약 및 효율적인 조립만큼이나 중요합니다. 접촉 안전 설계, 난연성, 독성 재료 감소, 넓은 작동 온도 범위는 부품 설계자가 이러한 커넥터를 더욱 안전하게 만들 수 있는 방법입니다.

고전류의 효율적인 흐름을 허용하는 COEUR 소켓을 사용하는 여러 커넥터는 접촉 안전 설계를 제공합니다. 즉, 전류가 흐르는 부품이 덮개로 가려져 있거나, 밀폐되었거나, 직접적인 인체 접촉으로부터 보호되어 있습니다. 접촉 안전 설계로 제공되는 커넥터에는 HyperQube, PowerWize BMI, PowerWize 전선 기판 간 크림프 커넥터 및 조립품이 포함됩니다(그림 7). PowerWize 크림프 커넥터는 8면 크림프 형상을 사용하여 10AWG ~ 1/0AWG(0.120in ~ 0.525in 지름)의 전선을 PCB 또는 버스바에 안정적으로 연결합니다. 나사 실장 설계에는 가청 피드백을 제공하는 접촉 안전 PBT 잠금 헤더와 리셉터클이 포함됩니다.

그림 7: PowerWize 크림프 커넥터 부품은 8면 크림프 프로파일을 사용하여 120A ~ 175A(300V ~ 600V)를 처리하는 10AWG ~ 1/0AWG 전선에서 접촉 저항을 낮게 유지합니다. 헤더, 커넥터 하우징, 조립품은 접촉 안전 PBT입니다(이미지 출처: Molex).

PBT는 뛰어난 전기 절연 성능으로 인해 전자 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다. 그 예로 UltraWize, PowerWize, HyperQube, SW1 커넥터를 들 수 있습니다. 이러한 커넥터는 또한 저할로겐 또는 무할로겐 등급을 받았으므로, 화재 시 부품에서 발생하는 연기의 독성이 덜할 것임을 사용자에게 보장할 수 있습니다.

PBT는 또한 할로겐 기반 난연제를 사용하지 않아도 우수한 난연 속성을 제공합니다. 위에서 언급된 모든 커넥터는 UL 94V-0 난연 등급을 받았으며, 이는 모든 불꽃이 발화원 제거 후 10초 이내에 자기 소화되며 어떠한 불꽃 낙하물도 생성하지 않음을 의미합니다.

결론

COEUR 소켓 기술에 사용되는 여러 각진 접점 빔은 낮은 접점 저항을 보장하여 최소한의 전압 강하 또는 열 발생으로 고전류 전송을 가능하게 합니다. 이러한 속성을 통해 COEUR 소켓은 고전류, 고전압 전기를 전달하도록 설계된 다중 커넥터 유형의 심장부를 형성합니다.

COEUR 소켓을 사용하는 커넥터는 또한 pcb, 버스바, 패널, 벌크 헤드에서 공간 효율성 및 조립 용이성을 제공하도록 설계되었습니다. COEUR 소켓을 갖춘 커넥터는 난연성 접촉 안전 재료, 신중한 기계적 키잉, 색상 코딩, 다중 조립 옵션으로 가정용 에너지 저장 및 EV 충전부터 공장 현장 및 데이터 센터에 이르는 다양한 응용 분야에 좋은 선택지가 됩니다.