Ứng dụng truyền dòng điện cao và điện áp cao thông qua các đầu nối không ngừng tăng lên. Những ứng dụng này bao gồm sạc xe điện (EV), pin dự phòng cho cả nhà và pin hỗ trợ sản xuất thông minh và lưu trữ năng lượng. Trong lĩnh vực trung tâm dữ liệu ngày càng mở rộng, bộ phân phối điện (PDU), bộ nguồn liên tục (UPS), bộ định tuyến và giá đỡ điện cũng có thể quản lý đầu vào dòng điện cao dưới điện áp cao. Hệ thống sàn sản xuất và nhà máy, robot và kiểm soát môi trường cũng yêu cầu đầu nối chuyên dụng này.
Đầu nối trong các ứng dụng này cần kết nối đầu vào có dòng điện và điện áp cao trong không gian nhỏ hơn đồng thời tránh những tổn thất không cần thiết. Truyền tải điện hiệu quả cũng rất quan trọng trong việc ngăn chặn hiện tượng quá nhiệt do sụt áp, có thể làm hỏng thiết bị và gây cháy. Đồng thời, đầu nối này phải hỗ trợ lắp ráp tự động nhanh chóng và ngăn chặn hoạt động sai nhằm tránh làm hỏng thiết bị và phải làm lại.
Ổ cắm COEUR của Molex là công nghệ dòng điện cao, điện áp cao, phù hợp với nhiều loại đầu nối khác nhau và có thể giảm thiểu điện trở tiếp xúc trong các ứng dụng dòng điện cao. Các sản phẩm được xây dựng dựa trên ổ cắm COEUR có thể đảm bảo kết nối đáng tin cậy, chứa được nhiều thiết bị hơn trong không gian nhỏ hơn và đơn giản hóa quy trình sản xuất.
Các thành phần cốt lõi của đầu nối dòng điện cao thế và điện áp cao
Ổ cắm COEUR có dạng hình nón, có nhiều tấm lò xo nghiêng làm bằng vàng dẫn điện cao xếp thành hình tròn (Hình 1). Đường kính dao động từ 3,40 mm đến 11,00 mm và các chốt bạc phù hợp được thiết kế với kích thước gấp nếp.
Đầu nối ổ cắm COEUR
Hình 1: Đầu nối ổ cắm COEUR có điện trở tiếp xúc thấp và phù hợp cho các ứng dụng có dòng điện cao và điện áp cao. Lò xo tiếp xúc bằng vàng của nó được sắp xếp theo hình nón và có độ giãn nở ra phía ngoài ở phía trên (Nguồn ảnh: Molex)
Chốt tiếp xúc với lò xo ở điểm hẹp nhất của hình nón và lò xo hơi nở ra phía ngoài ở đỉnh hình nón sau khi vượt quá điểm tiếp xúc. Hình dạng nghiêng đảm bảo rằng mỗi lò xo có diện tích tiếp xúc hình elip chứ không chỉ tiếp xúc điểm. Diện tích tiếp xúc càng lớn thì điện trở tiếp xúc càng thấp, từ đó giảm hiện tượng sụt áp và làm nóng đầu nối.
Một ưu điểm khác của thiết kế điện trở tiếp xúc thấp này là khả năng đóng gói chặt chẽ hơn các linh kiện điện tử, nhờ đó tiết kiệm không gian. Chiều cao của ổ cắm COEUR là 10,0 mm, phù hợp với nhiều tình huống kết nối khác nhau như đi dây vào bo mạch, đi dây vào vách ngăn, bo mạch vào bo mạch và bo mạch vào thanh cái.
Đặc điểm của đầu nối điện áp cao và dòng điện cao
Giải pháp kết nối sử dụng công nghệ ổ cắm COEUR có thể chịu được dòng điện và điện áp cao. Ví dụ, hệ thống kết nối chân cắm và ổ cắm Sentrality có thể xử lý dòng điện từ 75 A đến 350 A ở điện áp lên đến 1000 V, với điện trở tiếp xúc từ 0,20 m Ω đến 0,40 m Ω. Những tính năng này cho phép hệ thống (Hình 2) kết nối các bảng mạch in (PCB) với nhau hoặc với các thanh cái trong các ứng dụng lưu trữ năng lượng gia đình, tự động hóa công nghiệp, mạng và viễn thông một cách hiệu quả.
Hệ thống kết nối ổ cắm và chốt Molex Sentrality
Hình 2: Trong hệ thống kết nối chân cắm và ổ cắm Sentrality, ổ cắm COEUR đạt được kết nối dòng điện và điện áp cao với PCB và thanh cái. Hệ thống giảm thiểu chiều cao xếp chồng của các bảng mạch và cải thiện dung sai xếp chồng thông qua chức năng tự căn chỉnh hướng tâm là ± 1,00 mm. (Nguồn ảnh: Molex)
Trong đầu nối dây nối bảng SW1, ổ cắm COEUR có điện trở tiếp xúc 0,25 m Ω có thể truyền dòng điện từ 120 A đến 300 A ở 1000 V một cách an toàn, với kích thước dây từ 2 đến 4/0 AWG (đường kính 0,258 inch đến 0,45 inch). Đầu nối có vỏ bọc bằng polybutylene terephthalate (PBT) (Hình 3) thường gặp trong các xưởng sản xuất, robot và các ứng dụng lưu trữ năng lượng gia đình
Thiết bị kết nối Molex SW1 sử dụng ổ cắm COEUR
Hình 3: Thiết bị kết nối SW1 sử dụng ổ cắm COEUR để kết nối an toàn cáp cao áp, dòng điện cao thế với PCB và thanh cái. Thiết kế khóa về phía trước bằng một tay cũng tránh làm cong cáp khi thực hiện kết nối 90°. (Nguồn ảnh: Molex)
Tìm đầu nối phù hợp với đầu nối điện áp cao và dòng điện cao
Công nghệ ổ cắm COEUR giảm thiểu không gian cần thiết cho các kết nối điện áp cao và dòng điện cao đến mức lớn nhất có thể. Các đầu nối như hệ thống Sentrality có thể giữ chiều cao xếp chồng giữa các PCB hoặc thanh cái trong một phạm vi nhỏ. Khi một bảng mạch được chọn để lắp đặt công nghệ uốn hoặc gắn trên bề mặt (SMT), một bảng khác có thể chọn đạt được chiều cao xếp chồng là 1,50 mm thông qua cụm uốn, 1,75 mm thông qua lắp đặt SMT hoặc 4,50 mm thông qua lắp đặt vít.
Bao bì của cáp HyperQube tới bảng mạch hoặc đầu nối cáp tới bus (Hình 4) cũng rất nhỏ, kích thước 12,3mm x 15,5mm. Đầu nối này sử dụng công nghệ ổ cắm COEUR và có thể xử lý dòng điện 120 A qua dây 6 AWG đến 2 AWG (đường kính 0,162 inch đến 0,258 inch) và điện trở tiếp xúc là 0,20 m Ω. Kích thước kết nối của HyperQube là 19,5 mm x 43,7 mm x 17,7 mm.