REDCUBE: nagyáramú NyÁK-csatlakozók

A nagyáramú csatlakozás mindig „kényes” téma – a csatlakozó melegedése, ellenállása, mérete és mechanikai tartóssága is elsőrendű tervezési követelmény. A Würth Elektronik eiSos először jelent meg a piacon a maga egyedülállóan innovatív, REDCUBE fantázianevű, általában kockaformájú termékeivel.

A REDCUBE-család (1. ábra) dobókockaszerű nagyáramú csatlakozói nemcsak „ránézésre” tűnnek robusztusnak, hanem valóban azok is. A tömör sárgaréz anyagból forgácsolt csatlakozók igazi „német minőséget” képviselnek; az elterjedt préselt lemezcsatlakozókhoz képest már első rápillantásra is sokkal jobb minőséget ígérnek. A felületes szemlélő felteheti a kérdést: nem túl nagy felhajtás-e ez egy NyÁK csatlakozó esetében, de a nagyáramú felhasználásoknál több kritériumnak is meg kell felelni, ami átgondolt elektronikai alkatrészválasztást tesz szükségessé. E-mobilitás és megújuló energiák – csak kettő a rengeteg felhasználási területből, ahol szükséges a magas színvonalú nagyáramú csatlakozás.

1. ábra  A REDCUBE-család

Kicsi, erős és megbízható

Az elektronikában egyre fontosabb követelménnyé válik a miniatürizálás, ami miatt egyre keresettebbek a lehető legkisebb méretű, de még teljesen automatizáltan megmunkálható alkatrészek. Az elektronika egyre inkább terjeszkedik a nagyáramú alkalmazások tartománya felé is – ezért pedig olyan jellemzők is előtérbe kerülnek, mint az alkatrész önmelegedése és csatlakozási ellenállása. Az egyensúlyt a miniatürizálás és az alacsony ellenállás között a Würth Elektronik eiSos-nak a REDCUBE SMD (2. ábra) csatlakozóiban sikerült megtalálnia, melyek kézi vagy időtakarékos gépi beültetésű, vezeték–panel vagy panel–panel kivitelű változatban, akár 90 fokos kialakításban (3. ábra) is elérhetők. A REDCUBE SMD csatlakozóival például akár 70 A áram is átvihető.

2. ábra  Felületszerelt REDCUBE

3. ábra  Felületszerelt REDCUBE, 90 fokos kivitel

Két világ legjobbjai

A Würth Elektronik eiSos a nagy vibrációnak kitett alkalmazásokhoz fejlesztette ki a REDCUBE THR (THR – Through Hole Reflow, azaz furatszerelt, újraolvasztásos forrasztástechnikájú) szériát, amely a THT (Through Hole Technology) technológiával járó nagy mechanikai stabilitást egyesíti a nagy termelékenységű, automatizált beültetéssel és a gazdaságos reflow forrasztással. Ezáltal a REDCUBE THR csatlakozókat a többi felületszerelt (SMT) alkatrésszel együtt lehet beültetni. A masszív, szinte elpusztíthatatlan REDCUBE THR csatlakozók 4, 8 vagy 9 lábú kivitelben elérhetők (4. ábra), és akár 85 A áram átvitelére is képesek. A robusztus kialakításnak köszönhetően a csavaros csatlakoztatást a szokásosnál jóval nagyobb meghúzási nyomatékkal lehet rögzíteni, amely jelentősen csökkenti az átmeneti ellenállást és növeli a megbízhatóságot. 

4. ábra  REDCUBE THR – különböző lábszámmal

Nagyáramú csatlakozás, akár 500 A-ig is

 Kicsi, kompakt, nagyáramú csatlakozás, ami akár 500 A-t is elvisel? A kihívás az érintkezési ellenállásban, és annak redukálásában rejlik, ráadásul még a forrasztást is elhagyhatjuk. Würth Elektronik eiSos erre a célra fejlesztette ki a REDCUBE család PRESS-FIT tagjait. Fontos szempont az anyagválasztás (CuZn39Pb3) illetve az alkatrészek egy darabból forgácsolt kialakítása.

A REDCUBE PRESS-FIT csatlakozók bepréselésekor egy olyan erőteljes kapcsolat jön létre a NyÁK-furatokban, amely teljesen gázzáró kötést hoz létre. Az alkatrészek lábait kifejezetten a bepréseléskor létrejövő hideghegesztés optimalizálásra tervezték. A bepréseléses technológia különlegessége, hogy a hagyományos forrasztott kötésnél sokkal erősebb, megbízhatóbb elektromos és mechanikai kapcsolat jön létre a NyÁK és a bepréselt alkatrész között. Egyetlen masszív présláb kihúzásához tipikusan 100 N erő szükséges. Tesztek bizonyítják, hogy a REDCUBE PRESS-FIT különösen a hosszú élettartamot igénylő alkalmazásoknál tűnik ki az SMD forrasztáshoz képest, használatával akár 30-szor kisebb is lehet a meghibásodási ráta (5. ábra). A REDCUBE PRESS-FIT csatlakozók használata ezért az elektromos csatlakozáson kívül mechanikai rögzítési alkalmazásokhoz is (6. ábra) ajánlott.

5. ábra  Nagyáramú kábelcsatlakozás PRESS-FIT csatlakozóval

6. ábra  REDCUBE PRESS-FIT rögzítési alkalmazásban

A legjobb csatlakozás

A REDCUBE PRESS-FIT préscsatlakozása rendkívüli jellemzőkkel rendelkezik. Ha egy masszív présláb egy 2,4 mm-es NyÁK-ba van bepréselve, és mind a négy sarkával több mint 3 fokos szögben érintkezik, akkor a NyÁK és a csatlakozó közötti átmeneti ellenállás kisebb, mint magának a préslábnak az ellenállása. Kijelenthető tehát, hogy a csatlakozás sem elektromosan, sem pedig mechanikailag nem „szűk keresztmetszet”. Normál esetben (négylábas csatlakozásnál) a csatlakozófelület ennek négyszerese, tehát bőven van tartalék a rendszerben. A NyÁK elkészítéséhez nincs szükség különleges eljárásra, hiszen a prés-technológiához szükséges furatok kialakítása megegyezik a THT alkatrészekhez szükséges kialakítással. A NyÁK vastagságának optimálisan 1,6 és 3,2 mm között kell lennie. A NyÁK pontos kialakításának előírásai megtalálhatók a termékek adatlapjaiban.

Nagy áramkapacitás

A Würth Elektronik eiSos által kínált REDCUBE PRESS-FIT csatlakozókkal akár 500 A panelra csatlakoztatása is lehetséges. Összehasonlítva a forrasztással, melynél a csatlakozási ellenállás 300…400 µΩ közötti, a préselési helyen ugyanez az érték csupán 100…200 µΩ. Ráadásul a préseléses technológia alkalmazásakor sokkal inkább a NyÁK-huzalozás kialakítása és méretezése a mérvadó. A REDCUBE PRESS-FIT csatlakozó terhelhetőségét tehát mindig a teljes rendszer figyelembevételével kell méretezni. 

Felhasználás

A préstechnológia a forrasztással szemben egész sor előnnyel rendelkezik. Akár vezeték–panel, akár panel–panel csatlakozás is kialakítható, sőt a kétrészes panel–panel csatlakozókkal a mechanikai rögzítés mellett akár 320 A áram is átvihető egyik panelről a másikra. A REDCUBE PRESS-FIT csatlakozók tökéletesen alkalmasak csupán mechanikai rögzítésre is, akár 90 fokban is (pl. egy panel házhoz rögzítésére).

Csavarozás helyett dugaszolás

A vezeték–panel típusok legfiatalabb tagja, a REDCUBE PLUG (7. ábra) ideális választás azokhoz az alkalmazásokhoz, ahol kevés a hely és többszöri csatlakoztatásra és üzemszerű szétcsatlakoztatásra van szükség. Ezek a nagyáramú csatlakozók nem csak nevükben „piros kockák”, ugyanis ennél az alkatrésznél egy hüvellyel ellátott kábel csatlakozik egy üvegszálerősítésű burkolattal ellátott csatlakozóba rugós rögzítéssel. A csavarmentes kötés létrehozása és oldása a ház tetejének megnyomásával történik. Egy csavarmentes kötés ott is hasznos lehet, ahol az összeszereléskor kieső csavar problémát okozhat. A REDCUBE PLUG csatlakozókat maximálisan 120 A-rel lehet terhelni és akár 16 mm² keresztmetszetű kábel fogadására is képesek.

7. ábra  REDCUBE PLUG: csavarmentes, oldható csatlakozás

Összegzés

Az e-mobilitás, akkumulátortöltés, áramváltó, hegesztőgépek, hajtástechnikai vezérlések – és ez csak egy hosszú felsorolás kezdete; a nagyáramú felhasználások kiterjedtebbek, mint „első ránézésre” gondolnánk. A Würth Elektronik eiSos minden felhasználási területre a megfelelő alkatrészt tudja ajánlani a REDCUBE család széles választékából. Ezek az alkatrészek nemcsak a kritikus átmeneti ellenállás, önmelegedés és beültethetőség problémájára jelentenek megoldást, de robusztus kivitelük a vibrációnak is ellenálló csatlakozások létrehozására is alkalmassá teszik őket. A masszív „piros kockák” használata kifejezetten előnyös választás, alkalmazásukkal sok tervezési, üzemeltetési, karbantartási és javítási probléma kerülhető el a mechanikailag stabil, alacsony veszteségi ellenállású és könnyen szerelhető csatlakozások révén. 

Würth Elektronik Hungary Kft.

1138 Budapest, Népfürdő u. 22. A torony 5. em.

Tel.: +36 1 877 3000

E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.

www.we-online.com

Még több Würth Elektronik