PCB 회로에 레버 기반 단자대를 선택하는 이유

전자 회로의 구성 단위인 인쇄 회로 기판은 여러 부품으로 이루어져 있습니다. 단자대는 전기 회로 또는 전자 회로에서 두 개의 전선이나 전선과 기판을 함께 연결하는 부품 중 하나입니다. 다양한 전기적, 기계적 및 기타 요인에 따라 단자대에 대한 선택 기준이 결정됩니다.

단자대 사용을 주도하는 컴퓨팅 에코시스템

더 많은 비즈니스와 심지어 전통적인 제조 라인을 운영하던 비즈니스가 데이터 기반으로 전환하면서 산업용 IoT(IIoT)는 이러한 변화를 수용하기 위해 성장하고 있습니다. 전 세계의 IoT 장치 개수는 2030년까지 400억 개에 이를 것으로 예상됩니다.

IoT의 상승에 더해, 다음과 같은 추세로 인해 다양한 전기 및 전자 부품 사용에 대한 수요도 증가하고 있습니다.

• 인더스트리 4.0 및 5.0: IIoT 및 로봇은 고급 제조의 초석입니다. 둘 모두 머신 데이터를 읽고 처리할 정보를 전달하기 위해 많은 센서와 전자 장비를 필요로 합니다. 산업 자동화의 성장은 전자 회로망과 그에 따른 단자대에 대한 수요를 견인하고 있습니다.
• AI 및 에지 컴퓨팅: IIoT 운영은 데이터를 클라우드에 라우팅하여 처리해 왔지만, 실시간적이고 순간적인 의사 결정에 대한 필요성으로 인해 변화하고 있습니다. 에지에서의 AI 사용은 고성능 컴퓨팅에 대한 수요를 증가시켰으며 이에 따라 정교하고 복잡한 회로망이 필요해졌습니다.
• 탈산소 및 전기화 경제 시대: 탈산소 추진을 위한 행보가 강화됨에 따라 전기 및 하이브리드 차량, 전기 전력 그리드를 비롯한 다양한 응용 분야를 통해 더 많은 전기 회로가 이용될 것입니다.

전기 및 전자 회로의 증가라는 이 광범위한 맥락에서 단자대에 대한 수요도 증가할 것입니다. 단자대에 대한 글로벌 시장은 5.7%의 CAGR로 성장해 2027년까지 52억 달러에 달할 것으로 예상됩니다.

단자대에 대한 연결 메커니즘

단자대는 다양한 카테고리로 분류될 수 있으며 단자대의 고유한 특징 중 하나는 연결 시 사용되는 메커니즘입니다. 나사형 단자대는 나사를 사용하여 전선을 제자리에 고정합니다. 푸시 버튼 메커니즘은 버튼을 눌러 전선을 삽입한 후 버튼을 놓아 전선이 제자리에 고정되도록 하는 방식입니다.

푸시인 스타일 단자대의 경우 사용자가 전선을 밀어 넣기만 하면 스프링 클램프가 전선을 제자리에 고정합니다. 이는 레버가 있는 WAGO 2601 계열 PCB 단자대가 WAGO의 특허 받은 푸시인 CAGE CLAMP® 연결 기술을 사용하여 작동하는 방식입니다. 연결하려면 전선을 제자리에 밀어 넣으면 됩니다. 전선을 풀려면 레버를 위로 젖혀 클램프에 대한 압력을 완화합니다(그림 1). 간단한 플립업 및 플립다운 작동을 통해 쉽고 빠르게 레버 단자대를 사용할 수 있습니다.

그림 1: 단자대의 레버를 사용하면 전선을 클램핑하고 제자리에 고정하는 간단한 메커니즘을 통해 쉽고 빠른 연결을 보장하는 데 도움을 줍니다(이미지 출처: WAGO).

레버 기반 연결의 이점

레버 작동식 단자대는 다른 잠금 메커니즘에 비해 상당한 장점을 제공합니다

• 도구가 필요 없는 작동: 전선을 조이는 데 스크루드라이버를 사용할 필요가 없으므로 더 빠르게 더 효율적으로 조립할 수 있습니다. 현장 설치 또는 실험실 시제품 제작에서와 같이 잦은 배선 변경이 필요한 응용 제품의 경우 특히 레버 기반 단자대의 이점을 누릴 수 있습니다.
• 전선에 대한 응력 감소: 전선이 나사로 고정되지 않아 마모 가능성이 감소하므로 장비를 더 오래 사용할 수 있습니다. 전선 연결 및 재연결이 더 쉽고 회로에 대한 부담을 덜 주므로 수명이 향상됩니다.
• 적절한 힘 크기: 단자대 연결을 위한 나사식 메커니즘은 과도하게 조일 위험이 있습니다. 과도 조임으로 인한 압력 증가로 인해 전선에 대한 손상이 더 빨리 발생하여 전기 및 전자 부품의 수명이 단축될 수 있습니다. 레버 릴리스를 가진 푸시인 단자대의 경우 전선을 제자리에 유지하는 데 필요한 힘의 크기를 추측할 필요가 없습니다.
• 보다 강력하고 일관된 연결: 나사식 메커니즘은 또한 연결이 느슨해져 신호 결함 및 데이터 손실로 이어질 위험이 있습니다. 푸시인 클램핑 기술을 사용하는 단자대는 기술자의 전문 지식에 따라 달라지지 않는 일관된 연결을 보장합니다. 일관성 및 완전 접촉 연결을 제공하는 이러한 단자대는 산업 제조 및 항공 우주 같은 고진동 환경에서 특히 유용합니다.
• 유연성 및 호환성: 더 큰 전기 회로와 통합될 경우 IoT 센서는 데이터 및 신호를 전달하기 위해 연결해야 하는, 동일하지 않은 여러 전선이 혼합되어 있을 가능성이 높습니다. 레버 릴리스를 가진 푸시인 단자대를 사용하면 다양한 종류의 전선(단선, 연선 또는 미세 연선)과 호환할 수 있습니다.
• 사용자 친화적: 단자대 전선을 위한 레버 릴리스가 있으면 연결의 잠금 또는 잠금 해제 상태를 더 쉽게 측정할 수 있습니다. 시각적 및 촉각적 힌트를 통해, 정교한 회로를 구성할 때 더 쉽게 사용하고 오류 발생 가능성을 줄일 수 있습니다.

각 블록 장치의 모듈식 구조 덕분에 검사 및 유지보수도 더 쉬워 졌습니다. 또한 모듈식 설계로 전선을 더 빠르게 교체할 수 있습니다. 변경을 수행할 때 기술자는 전체 기판을 분리 및 교체할 필요가 없습니다. 그 대신, 작업이 필요한 특정 섹션에 집중하고 모듈을 선택적으로 대체할 수 있습니다.

적합한 단자대 선택

회로망이 점점 더 복잡해지고 수요가 증가함에 따라 전선 연결에 적절한 단자대를 찾는 과정은 극한의 환경 조건에서 작동하고 더 작은 폼 팩터로 구성할 수 있는 제품에 초점을 맞출 것입니다.

단자대를 선택하기 전에 고려해야 할 기준에는 회로가 견뎌야 하는 전류 및 전압이 포함됩니다. 설계자는 제품을 선택하기 전에 수치적 여유를 둘 수 있습니다(필요한 정격의 150%). 극 수에 따라 단자대가 수용할 수 있는 회로 개수가 결정됩니다. 단자대의 전압/전류 허용량, 연면 거리 등에 따라 한 극의 중심과 다음 극의 중심 간 거리인 단자대 피치가 결정됩니다. 마지막으로, 설계자는 단자대의 하우징이 미국 전선 번호(AWG)로 지정된 크기의 전선을 수용할 수 있는지 확인해야 합니다.

그림 2: 회로 설계자의 선택 기준 중 하나인 단자대 피치는 한 극의 중심과 다음 극의 중심 간 거리입니다(이미지 출처: WAGO).

단자대를 선택하기 전에 기계 파라미터 및 다른 메트릭과 함께 전기 성능을 고려해야 합니다. 예를 들어, 레버가 있는 WAGO의 2601 계열 PCB 단자대는 콤팩트하고 공구가 필요 없으므로 26AWG ~ 14AWG 전선을 쉽고 빠르게 종단할 수 있습니다. WAGO의 특허 받은 푸시 인 CAGE CLAMP® 연결 기술을 기반으로 하는, 페룰을 가진 단선 및 미세 연선은 단자대에 밀어 넣는 방식으로 연결됩니다.

PCB에 세로 또는 가로로 연결할 수 있고 3.5mm에 불과한 핀 공간을 가진 2601 계열은 최소한의 기판 공간을 차지합니다. 2601 계열은 성능 등급에 상관없이 현장의 장치 연결에 이상적인 WAGO의 엄선된 레버 장착 PCB 단자대입니다. 공구가 필요 없는 배선은 전 세계적으로 사용할 수 있도록 직관적이며 레버 기술을 통해 접점을 항상 안전하게 합니다. 이 계열은 전원 공급 장치, 제어판, 장치 제조/장치 연결, 인터페이스 모듈, 센서, 스마트 홈의 응용 제품에 사용됩니다.

결론

단자대는 복잡한 전기 및 전자 회로의 무결성 및 성능을 확고히 하는 데 중요합니다. 단자대를 선택할 때 설계 엔지니어는 응용 분야, 전압 및 전류 허용 오차, 기계 연결 메커니즘을 비롯한 다양한 요인을 고려해야 합니다. 레버 릴리스를 갖춘 푸시인 단자대는 빠르고 일관적이며 신뢰할 수 있는 연결을 제공하므로 특히 작업하기가 쉽습니다.