浅谈电连接器温升改善设计要点

       一个基本的电连接器产品由塑料本体、称为端子的接触弹性元件和接触镀层组成。该产品中的塑料本体将触点弹簧彼此隔离，不能相互导通，并将触点弹簧固定在塑料本体内，对每个触点弹簧进行机械保护和屏蔽保护。当产品彼此配合时，接触弹性部件提供用于在接触部件之间进行通信的路径。触头涂层是在触头组件（通常为铜合金）表面覆盖一层涂层，以防止触头组件的基体金属被腐蚀，优化触头界面的结构。在电连接器温升的改进方面，主要是针对产品的三个部件进行的改进。

1.终端结构的设计。

（一）选材方面。

对于高额定电流的电连接器，端子材料的选择既要保证材料的高导电性，又要保证产品满足一定的机械性能要求。材料的选择一般遵循以下原则：传统电源连接器额定电流低，机械性能高，可选用导电率低、机械性能好的材料，如黄铜、磷青铜等。电源连接器LLCR要求高，额定电流大，必须满足一定的机械性能。必须选择具有高导电性的产品，材料也必须满足一定的机械性能，如铬锆铜合金。对于需要特别高的额定电流并用作静态端子的电连接器产品，端子材料可以从导电率几乎100%的材料中选择，例如铜。在端子材料的选择上，除了满足功能外，成本和采购周期也是重要的考虑因素。在综合性能和成本比较方面，选择合适的材料。

（2）端子长度的设置。

电连接器产品的端子长度对温升有很大的影响。终端时间越长，对气温升高越不利。因此，在满足产品的力学性能和端子的接触摩擦距离要求时，应尽可能缩短端子的长度。

（3）端子截面积设计。

电连接器产品的温升也与端子的横截面积有关。端子的横截面积越大，产品的温升越低。因此，只要满足产品的外形尺寸，只要满足产品的电气特性且不影响装配，增加端子的截面积就可以大大降低温升。

2. 接触阻抗的设计。

接触电阻包括压缩电阻和膜电阻。接触电阻越小，对温升越有利。在不考虑材料性能的情况下，影响接触电阻的因素如下：端子接触时的正向力，在一定范围内增大正向力，减小接触电阻。接触面的设计增加了接触点的数量和面积，电阻的减少有利于温升。电镀层设计，端子的接触面积一般选用镀金，镀金膜的厚度有利于温升，但要考虑成本，并根据实际需要确定镀金膜的厚度。镀覆层中的终端氧化层、金、镍为非活性金属。铜易与氧、水蒸气、二氧化硫等发生反应。在空气中形成氧化物氧化层，这将减少有效接触点而引起温度升高。

3.塑料冷却结构设计。

在塑料件的设计中，当塑料结构满足终端保持和相互配合的条件时，应在塑料表面对应终端接触区产生高温点的位置开通风孔，通过对流迅速有效地散发大量热能。这里的温度上升可以减少。同样的，在产品塑料的其他部位，使用逃生孔也可以有利于产品的散热。

4.实验规范设计。

从产品设计到产品物理装配，产品开发并没有结束，它只是产品开发的一半，产品测试符合规格是最后的完成。其中，温升测试是电源连接器测试中最关键的测试。许多产品由于检测不规范而判断错误，不符合产品要求。因此，产品测试规范的设计也非常重要，主要表现在以下几个方面：

（1）初始温度的选择。

温升测试中，测试结果是根据产品前后温度的差值是否小于30℃来判定产品是否符合要求，所以产品测试前测初始温度选择上同样重要，因为在测试规范中一般没有对环境的初始温度有具体的要求，很多工厂内部的实验室不具备恒温的条件，采用同样的产品，同一个人，同一台机测试验证，测量的温升也有很大差异，所以一般测试的时候，要求实验室选在25℃的初始温度测量。

（2）热电偶的选用。

在现行的测试规范中，只定义了测试线的线径，但对热电偶的线径没有具体的定义。用不同线径的热电偶对同一试样进行测试，其温升变化很大。因此，在温升测试过程中，可以使用大线径热电偶，以确保测量结果的稳定性。

（3）测试PCB结构设计。

在温升测试失败的情况下，通过热成像发现，温度加热的高点在测试PCB上，这对产品温升测试有很大影响。为了减少测试PCB板对产品温升测试的影响，此时的PCB设计可以从两个方面进行改进：（1）应增加铜箔的厚度和铜箔的层数，既降低了铜箔的电阻又增加了铜箔的散热量。（2）增加铜箔的面积，通过迹线将热量带到PCB板上，减少温升。

（4）试验条件的影响。

目前，许多产品在整机试验中增加了风冷风扇。在大电流电源连接器的温升测试中，是否加入风冷会对产品的测试结果产生很大的影响。对于同一产品，在其他试验条件相同的情况下，添加或不添加风冷，试验结果差异很大。目前，很多终端客户明确在测试中增加了风冷测试。在我们产品设计的有限元分析中，需要加入亚冷条件进行分析，这样才能真实反映产品测试的真实情况。

      目前，市场上对电源连接器的额定电流要求越来越高，对产品的性能和质量要求也在逐步提高。在提高产品质量的同时，还必须考虑成品的成本。开发产品时，开发适合的大型连接器是很有必要的。电流连接器。在大电流连接器的设计中，主要考虑以下两个方面：尽可能降低终端部件的导体电阻和接触电阻，并使最高温度点位于有利通风的位置，利用对流散热。在温升试验中是否加空冷对结果影响很大。目前，很多客户都有这方面的规格要求。在塑料设计中，巧妙地利用了产品的材料逸出，以确保产品内部有足够的空气流动，避免产生热量的死角是绝对必要的。热量的积累对温度上升有很大的影响。

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