Mantenga la integridad y la flexibilidad de la alimentación mediante conectores en subminiatura D con una corriente nominal de 75 A.

Los requisitos de alimentación eléctrica en la electrónica están aumentando en aplicaciones que incluyen vehículos eléctricos (VE) y sistemas industriales y de telecomunicaciones, todos los cuales exigen conectores resistentes y fiables. Esto es especialmente cierto en el caso de la distribución de energía. Los diseñadores necesitan conectores de alta potencia que ofrezcan flexibilidad en el número de posiciones, configuraciones de contactos y terminaciones, manteniendo al mismo tiempo una alta integridad de la potencia.

El conector D-subminiatura (D-sub) es quizás el conector multipin más popular de la electrónica y cumple muchos de los requisitos de los sistemas de alimentación. Está disponible en varias configuraciones y se adapta a miles de aplicaciones. A medida que aumenta la demanda de potencia, el subwoofer debe evolucionar en consecuencia si los diseñadores quieren satisfacer las necesidades de sus clientes.

Este artículo describe brevemente el conector Sub-D. A continuación, presenta una solución de alta potencia de Amphenol ICC y muestra cómo puede aplicarse.

De dónde viene el nombre de los conectores Sub-D

Los conectores D-sub son conectores básicos que se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones de los ámbitos de la comunicación de datos, militar, consumo, industrial, instrumentación y médico. Su nombre se debe a la forma en D de las carcasas de los conectores (figura 1). Esta forma distintiva hace que se cierre automáticamente para evitar una inserción incorrecta y garantizar una conexión segura.

Figura 1: La forma en D de la carcasa de los conectores Sub-D impide el acoplamiento incorrecto y garantiza una conexión mecánica y eléctrica segura. (Fuente de la imagen: Amphenol ICC)

Los conectores Sub-D tienen dos géneros: las piezas con contactos de clavija se denominan clavijas, mientras que las que tienen contactos de toma se denominan tomas. La protección de la clavija de conexión encaja perfectamente en la protección de la clavija. Las carcasas exteriores proporcionan resistencia mecánica y continuidad eléctrica, lo que protege contra las interferencias electromagnéticas (EMI). Las distintas opciones de montaje de los herrajes garantizan una conexión segura.

Las cubiertas protectoras para aliviadores de tensión en cables están disponibles en materiales plásticos, metalizados o metálicos. Las cubiertas metálicas y metalizadas entran en contacto con la trenza de apantallamiento del cable apantallado para reducir aún más la EMI (interferencia electromagnética). Los capós ofrecen orificios de salida rectos o en ángulo e incluyen varias opciones de cierre.

Conectores D-sub de alta potencia

Amphenol ICC ofrece un amplio rango de/una amplia gama de conectores Sub-D en factores de forma estándar y de alta densidad. Para satisfacer las crecientes necesidades de potencia de muchas aplicaciones, ha añadido una Serie de conectores D-sub de alta potencia con contactos de potencia de 75 amperios (A). Los conectores de esta Serie tienen disposiciones de contactos con dos, tres, cinco u ocho contactos de potencia (Figura 2).

Figura 2: La disposición de los contactos de los conectores Amphenol de la Serie P de alta potencia ofrece dos, tres, cinco u ocho contactos. (Fuente de la imagen: Amphenol ICC)

Las disposiciones designadas con una W en la Figura 2, como 5W5, indican que todos los contactos de potencia se encuentran en el mismo plano en el cuerpo del conector. Los designados con una V indican que uno de los contactos está hundido en el cuerpo del conector en el caso de las tomas y extendido más allá del cuerpo en el caso de las clavijas. Un contacto se conecta antes que los demás, lo que permite conectar a tierra u otra fuente antes de que los demás pines hagan contacto. Los contactos de las disposiciones en W se conectan simultáneamente cuando los conectores de clavija y toma están acoplados.

Los tamaños de las carcasas de los conectores D-sub son A, B, C, D y E. Se trata de etiquetas históricas basadas en la disposición original de los pines/clavijas de los conectores D. La carcasa A tiene 15 clavijas/clavijas estándar, la B tiene 25, la C tiene 37, la D tiene 50 y la E tiene 9. Los conectores D-sub de alta potencia utilizan pines más grandes e incorporan proporcionalmente menos pines en cualquier tamaño de carcasa.

Los conectores Amphenol D-sub de alta potencia suministran sus 75 A por contacto a un voltaje máximo de 300 voltios. Los contactos acoplados tienen una resistencia en serie inferior a 7,3 Miliohmios (mΩ). La resistencia representa una caída de menos de 0,55 voltios a través de los contactos a 75 A. La clasificación de corriente se basa en UL 1977, "Conectores de componentes para uso en aplicaciones de datos, señales, control y potencia". El propio TEST se basa en la temperatura del conector con carga nominal: "La temperatura de un dispositivo, medida en los puntos de prueba, no debe superar el Índice Térmico Relativo (+130°C) del material aislante" cuando el dispositivo soporta su corriente nominal máxima de 75 A.

El Índice Térmico Relativo (ITR) es la temperatura máxima de servicio a la que las propiedades críticas de un material permanecerán dentro de límites aceptables durante un periodo prolongado. Un conector típico 8W8 configurado con ocho contactos muestra un aumento de temperatura de 75°C con una corriente de 75 A (Figura 3).

Imagen 3: Se muestra el aumento de temperatura medido en un conector 8W8 de alta potencia a 75 A. (Fuente de la imagen: Amphenol ICC).

Los conectores están preparados para funcionar en un rango de temperatura de -55°C a +125°C. La especificación de corriente máxima supone que el conector está a temperatura ambiente y se reduce en función de su temperatura real (Figura 4).

Figura 4: Se muestra un ejemplo de curva típica de reducción de temperatura para un conector 8W8 con contactos soldados. (Fuente de la imagen: Amphenol ICC)

Los contactos de los conectores de alta potencia ICC D-sub de Amphenol están disponibles en versiones de cubo de soldadura, crimpado y ángulo recto para cumplir los requisitos de montaje de placas de circuito impreso, paneles y cables.

Configuraciones típicas de conectores de alta potencia

El DA3W3PA009KLF de Amphenol ICC es una clavija de conexión de tres posiciones montada en un receptáculo A. Acepta contactos de enchufe como el pin/clavija 8638PPC7506LF, un pin/clavija de contacto mecanizado con conexión crimpada. Este tipo de conexión se utiliza en un conector montado sobre cable. Un contacto alternativo es el 8638PPS7506LF, una clavija mecanizada con una terminación de contrato de taza de soldadura.

Otra versión de la carcasa 3W3 es la DA3W3SA009KLF. Se necesita un contacto de toma como el 8638PSC7506LF mecanizado con terminación crimpada. Hay disponibles varios contactos de clavija y toma con terminaciones de crimpado y taza de soldadura.

El ICC DBV5W5P500H9KLF de Amphenol es un ejemplo de conector en ángulo recto destinado al montaje en placa de circuito impreso (pc board). Se trata de un conector clavija de cinco contactos 5W5, que incluye los contactos de la clavija (figura 5).

Figura 5: El DBV5W5P500H9KLF es un conector 5W5 de cinco contactos para montaje en placa de PC con contactos de clavija integrados. (Fuente de la imagen: Amphenol ICC)

Los conectores ofrecen una gran variedad de accesorios de montaje en placa de PC y en panel para garantizar un bloqueo seguro de los cuerpos de los conectores. Los accesorios frontales incluyen insertos roscados o tornillos hembra con roscas M3 o UNC 4-4. Los accesorios de montaje en placa incluyen soportes metálicos y arpones (Figura 6).

Figura 6: Pueden utilizarse diversos accesorios de montaje para fijar los conectores a una placa de PC. (Fuente de la imagen: Amphenol ICC)

La clavija 5W5, mostrada en la Figura 5, incluye arpones para su montaje en la placa de PC y tornillos hembra para bloquear el conector de acoplamiento. Los conectores en ángulo recto también están disponibles en versiones de dos, tres y ocho contactos.

Aplicaciones de alta potencia P-sub

Entre los ejemplos de aplicaciones de la serie P-sub de alta potencia se incluye Industria 4.0, donde pueden suministrar alimentación a computadoras industriales. A diferencia de las típicas computadoras de escritorio, estas computadoras integradas están diseñadas para funcionar en entornos hostiles. Están expuestos a golpes, vibraciones y grandes variaciones de temperatura. Los conectores de alta potencia ofrecen conexiones fiables con configuraciones de contactos flexibles. Del mismo modo, estos conectores pueden alimentar controladores lógicos programables (PLC) y otros componentes electrónicos de automatización de máquinas.

Conclusión:

Los conectores de alta potencia ICC D-sub de Amphenol amplían la gama de aplicaciones del venerable conector D añadiendo conexiones de alimentación fiables con una corriente nominal máxima de 75 A en hasta ocho líneas.