Cables flexibles fiables para vehículos automotrices e industriales
Desde turismos hasta equipos agrícolas y de construcción, los vehículos modernos están repletos de componentes electrónicos complejos, y todos estos sistemas requieren interconexiones compactas pero fiables. Los paquetes de baterías para vehículos eléctricos (EV) son un buen ejemplo. A medida que aumenta la densidad de la batería, los diseñadores se ven presionados para encontrar interconexiones que puedan ahorrar espacio y simplificar el montaje. Eso no es fácil porque los conectores aún necesitan mantener la confiabilidad a largo plazo en condiciones adversas.
Los vehículos industriales y agrícolas se enfrentan a demandas similares. Considere los tractores autónomos guiados por satélite: si falla un conector, la única respuesta segura puede ser detener el vehículo para su inspección. Sin embargo, los cultivos y el clima no esperan a que lleguen los técnicos de servicio, y el tiempo de inactividad no planificado puede resultar en la pérdida de ingresos o incluso en la pérdida total de cultivos.
El desafío de cablear un vehículo moderno
Existe un desafío común en todas estas aplicaciones: a medida que la electrónica de los vehículos se vuelve más compleja, aumenta el número de interconexiones. Con más interconexiones, viene un volumen adicional, puntos de falla adicionales y nuevos desafíos para el enrutamiento y la instalación.
Para abordar estas preocupaciones, los diseñadores necesitan sistemas de interconexión que ofrezcan:
- Un tamaño compacto y fácil de integrar para adaptarse a diseños con limitaciones de espacio
- Contactos mecánicamente sólidos y resistentes a las vibraciones para garantizar la fiabilidad
- Características de manejo conscientes de la seguridad que ayudan a prevenir descargas eléctricas y errores de conexión durante el servicio
En las aplicaciones de consumo, los circuitos impresos flexibles (FPC) y los cables planos flexibles (FFC) han sido durante mucho tiempo las soluciones de referencia para las interconexiones con limitaciones de espacio y alto número de conductores. En aplicaciones automotrices, estas interconexiones, coloquialmente conocidas como cables planos, han sido vistas con escepticismo. En cambio, los diseñadores de sistemas automotrices tienden a preferir los mazos de cables tradicionales, que tienen características de confiabilidad bien entendidas.
Al reconocer esto, Hirose creó la serie TB4 de conectores FPC /FFC a placa de alto rendimiento. Estos dispositivos mejoran significativamente la resistencia de las interconexiones de cable flexible, ofreciendo la fiabilidad de los mazos de cables tradicionales, a la vez que son ultracompactos y fáciles de montar.
Un enfoque eficiente para la construcción de interconexiones de vehículos
El sistema de interconexión de la serie TB4 (Figura 1) es un conjunto de tres partes que comprende un receptáculo montado en la placa, un enchufe de bloqueo central que garantiza una conexión segura sin necesidad de sujetadores adicionales y un retenedor naranja que bloquea el cable FPC o FFC en su lugar. Este diseño es notablemente eficiente en cuanto a espacio: la altura acoplada de los conectores horizontales es de solo 4.5 milímetros (mm) y el paso de contacto de 1 mm minimiza el ancho total.
Figura 1: El sistema de interconexión de la serie TB4 tiene una construcción simple de tres partes, lo que proporciona interconexiones de vehículos resistentes con un perfil ultra bajo. (Fuente de la imagen: Hirose)
La serie TB4 tiene una capacidad nominal de 1.0 amperios (A) y 100 voltios, lo que permite una amplia gama de requisitos de interconexión de vehículos. Más allá de estas especificaciones eléctricas, el diseño aborda las preocupaciones clave asociadas con el uso de cables flexibles en entornos exigentes. Las características incluyen:
- Un mecanismo de contacto de dos puntos chapado en oro dentro de cada receptáculo para una alta integridad de la señal incluso bajo ciclos térmicos y vibraciones
- Un perfil de acoplamiento unidireccional que evita una inserción incorrecta y mejora la seguridad durante el mantenimiento
- Guías protectoras que ayudan a proteger contra el contacto accidental con los dedos, lo que reduce el riesgo de golpes
- Una construcción que cumple los estándares de inflamabilidad RoHS3, libre de halógenos y UL94V-0, y cumple los requisitos de USCAR-2 para sistemas de conectores eléctricos automotrices
- Dos tipos de código clave (negro y gris) que ayudan a evitar errores de conexión cuando se utilizan varios ensamblajes TB4 en estrecha proximidad
Esta combinación de características permite conexiones de cables flexibles que coinciden con la confiabilidad de los arneses tradicionales al tiempo que ofrecen un espacio mucho más pequeño.
Examen de los conectores de la serie TB4
La serie TB4 está disponible en una variedad de tamaños y configuraciones para adaptarse a diferentes aplicaciones. Cuando se requieren interconexiones más grandes, el receptáculo 26-TB4-30S-1H (800) (Figura 2) proporciona a los diseñadores 30 posiciones en un espacio compacto de 8.75 × 37.9 mm. Este receptáculo incluye una pequeña marca de polarización que ayuda a los técnicos de servicio a verificar la orientación de acoplamiento correcta. El enchufe correspondiente tiene una marca similar.
Figura 2: Todos los receptáculos TB4, incluido el 26-TB4-30S-1H (800) de 30 posiciones, incluyen una marca de polarización para ayudar al acoplamiento. (Fuente de la imagen: Hirose)
Un componente en el extremo más pequeño de la serie es el enchufe 26-TB4-10P-1F (800). Este modelo tiene 10 posiciones de contacto en un ancho de solo 17.9 mm. Al igual que todos los enchufes TB4, también incluye una lengüeta de empuje integrada para una desconexión sin herramientas.
Figura 3: El 26-TB4-10P-1F (800) de 10 posiciones es el enchufe más pequeño de la familia TB4. (Fuente de la imagen: Hirose)
El elemento final del sistema TB4 es un retenedor que bloquea el cable plano en su lugar. El retenedor 26-TB4-16RP-1(800) (Figura 4) desde el centro del rango sirve al enchufe de 16 posiciones. El conjunto resultante tiene un ancho de 23.9 mm.
Figura 4: El retenedor 26-TB4-16RP-1(800) garantiza un ajuste seguro al insertar un cable FPC o FFC en el enchufe de la serie TB4 correspondiente. (Fuente de la imagen: Hirose)
Conclusión
Los vehículos automotrices, de construcción y agrícolas dependen de interconexiones especializadas para garantizar un funcionamiento confiable y seguro en diseños cada vez más complejos. La serie TB4 de Hirose ofrece los beneficios de ahorro de espacio de las interconexiones FPC y FFC en estos entornos exigentes, reduciendo significativamente el tamaño de la interconexión al tiempo que mantiene los estándares críticos requeridos para la seguridad y confiabilidad del sistema del vehículo.

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