자동차 및 산업 차량을 위한 신뢰할 수 있는 연성 케이블

승용차부터 건설 및 농업 장비까지, 최신 차량은 복잡한 전자 부품으로 채워져 있으며 이러한 모든 시스템에는 콤팩트하고 신뢰할 수 있는 상호 연결을 필요로 합니다. 전기 차량(EV) 배터리 팩은 대표적인 한 예입니다. 배터리 밀도가 증가하면 설계자는 공간을 절약하고 조립을 간소화할 수 있는 상호 연결을 찾아야 한다는 압박에 시달립니다. 커넥터는 열악한 조건에서도 장기적 신뢰성을 유지해야 하므로 이는 쉽지 않은 과제입니다.

산업 및 농업 차량은 비슷한 요구 사항에 직면해 있습니다. 위성으로 유도되는 자율 주행 트랙터를 고려해 보겠습니다. 커넥터에 고장이 발생할 경우 유일한 안전 대응은 검사를 위해 차량 주행을 중단하는 것일 수 있습니다. 그러나, 농작물과 기후는 서비스 기술자가 도착하기를 기다려주지 않으며 계획되지 않은 다운타임으로 인해 수익이 손실되거나 전체 농작물을 망칠 수도 있습니다.

최신 차량 배선의 어려움

이러한 응용 분야에는 공통적인 난제가 있습니다. 차량 전자 부품이 점점 더 복잡해짐에 따라 상호 연결의 개수도 증가한다는 것입니다. 상호 연결의 수가 증가하면 부피가 늘어나고 고장점이 증가하며 라우팅 및 설치와 관련하여 새로운 과제가 발생합니다.

이러한 고려 사항을 처리하기 위해 설계자는 다음을 제공하는 상호 연결 시스템을 필요로 합니다.

• 공간 제약적 설계에 적합한 콤팩트하고 손쉽게 통합되는 풋프린트
• 신뢰성을 보장하기 위한, 기계적으로 견고한 내진동성 접점
• 서비스 제공 중 감전 및 오연결을 방지하는 데 도움을 주는, 안전을 중시하는 처리 기능

소비자 응용 분야에서는, 유연한 인쇄 회로(FPC)와 유연한 평면 케이블(FFC)이 오랫동안 공간 제약적이고 컨덕터가 많이 사용되는 상호 연결을 위한 대표적인 솔루션이었습니다. 자동차 응용 분야에서는, 리본 케이블이라고 하는 이러한 상호 연결에 대해 회의적인 시선을 보여 왔습니다. 대신, 자동차 시스템 설계자는 신뢰성 특성이 검증된 전통적인 배선 하네스를 선호하는 경향이 있습니다.

이러한 상황을 인지한 Hirose는 TB4 계열의 고성능 FPC/FFC-기판 커넥터를 제작했습니다. 이러한 장치는 연성 케이블 상호 연결의 견고성을 크게 향상시키며, 전통적인 배선 하네스의 신뢰성을 제공하면서 크기가 매우 작고 조립이 쉽습니다.

차량의 상호 연결을 구축하기 위한 효율적인 접근 방식

TB4 계열 상호 연결 시스템(그림 1)은 기판 실장 리셉터클과, 추가적인 패스너 없이 안전한 연결을 보장하는 중앙 고정 플러그, 그리고 FPC 또는 FFC 케이블을 제자리에 고정하는 주황색 리테이너의 3부분으로 구성된 조립품입니다. 이 설계는 공간 효율성이 뛰어납니다. 가로 커넥터의 결합 높이는 4.5mm(밀리미터)에 불과하며 1mm의 접점 피치로 전체 너비가 최소화됩니다.

그림 1: TB4 계열 상호 연결 시스템은 간단한 3부분 구성을 특징으로 하며, 매우 낮은 높이로 견고한 차량 상호 연결을 제공합니다(이미지 출처: Hirose).

TB4 계열은 1.0A(암페어) 및 100V에 대해 정격화되어 차량 상호 연결 요구 사항의 넓은 범위를 지원합니다. 이러한 전기적 사양 이외에도, 이 설계는 까다로운 환경에서 연성 케이블의 사용과 연관된 주요 문제를 해결합니다. 특징에는 다음이 포함됩니다.

• 열 주기 및 진동이 존재하는 경우에도 높은 신호 무결성을 보장하기 위해 각 리셉터클 내에 2점 금도금 접점 메커니즘 사용
• 부정확한 삽입을 방지하고 유지 보수 동안의 안전성을 향상시키는 단방향 결합
• 우발적인 손가락 접촉으로부터 보호하는 데 도움을 주는 보호 가이드를 통해 감전 위험 감소
• RoHS3 무할로겐 및 UL94V-0 가연성 표준을 준수하고, 자동차용 전기 커넥터 시스템을 위한 USCAR-2 요구 사항을 충족하는 구성
• 여러 개의 TB4 조립품이 인접하여 사용되는 경우 오연결을 방지하는 데 도움이 되는 2개의 주요 코드 유형(검은색 및 회색)

이러한 다양한 특징을 갖춘 덕분에, 훨씬 작은 실장 면적을 제공하면서 전통적인 하네스와 동등한 신뢰성을 유지하는 연성 케이블 연결을 실현할 수 있습니다.

TB4 계열 커넥터

TB4 계열은 여러 응용 분야에 적합한 다양한 크기 및 구성으로 제공됩니다. 더 많은 상호 연결이 필요한 경우 콤팩트한 8.75mm × 37.9mm 실장 면적에서 30개의 접점을 제공하는 26-TB4-30S-1H(800)(그림 2) 리셉터클을 사용할 수 있습니다. 이 리셉터클에는 작은 극성 표시가 포함되어 있어 서비스 기술자가 올바른 결합 방향을 확인하는 데 도움을 줍니다. 대응되는 플러그에도 유사한 표시가 있습니다.

그림 2 : 30접점 26-TB4-30S-1H(800)을 비롯한 모든 TB4 리셉터클에는 극성 표시가 포함되어 있어 결합 시 도움을 줍니다(이미지 출처: Hirose)

이 계열에 속한 소형 부품으로 26-TB4-10P-1F(800) 플러그가 있습니다. 이 모델은 17.9mm에 불과한 너비에서 10개의 접점을 제공합니다. 모든 TB4 플러그처럼, 이 모델에도 도구 없이 분리할 수 있도록 통합 푸시 탭이 포함되어 있습니다.

그림 3: 10접점 26-TB4-10P-1F(800)은 TB4 계열 중 가장 작은 플러그입니다(이미지 출처: Hirose).

TB4 시스템의 마지막 요소는 리본 케이블을 제자리에 고정하는 리테이너입니다. 중간급의 26-TB4-16RP-1(800)(그림 4) 리테이너는 16접점 플러그를 제공합니다. 최종 조립품의 너비는 23.9mm입니다.

그림 4: 26-TB4-16RP-1(800) 리테이너는 FPC 또는 FFC 케이블을 매칭되는 TB4 계열 플러그에 삽입할 때 안정적인 결합을 보장합니다(이미지 출처: Hirose)

결론

자동차, 건설, 농업 차량은 모두 특수 상호 연결에 의존하여 점점 더 복잡해지는 설계 내에서 신뢰할 수 있고 안전한 작동을 보장합니다. Hirose의 TB4 계열은 이러한 까다로운 환경에서 FPC 및 FFC 상호 연결의 공간 절약 이점을 제공하여, 상호 연결 크기를 크게 줄이면서 차량 시스템의 안전성 및 신뢰성을 보장하는 데 필요한 중요 표준을 유지합니다.