Оглавление:
Клеммные колодки или клеммники – это термины, используемые в электронной промышленности для описания определенного типа популярных электронных разъемов, используемых для подключения проводов к цепям на печатной плате или для подключения кабелей в установочных коробках. Общей чертой этих элементов является то, что они обеспечивают высокую безопасность и удобство обслуживания, поэтому позволяют демонтировать и повторно подсоединять провода без потери их свойств. Они используются для подключения питания, исполнительных механизмов и управляющих сигналов во многих устройствах.
Эти элементы состоят из модульного корпуса, образующего изолированный общий корпус, соединяющий два или более проводников. Подключение разъемное, благодаря чему клеммные колодки упрощают обслуживание и ремонт. Конструктивно это относительно простые компоненты, но стоит иметь о них базовые знания и знать спецификации типов, доступных на рынке.
Важные электрические характеристики
Для всех типов клеммных колодок существует ряд ключевых параметров, которые следует учитывать при проектировании устройства. Они включают:
- Номинальный ток. Как правило, наиболее важным параметром, который следует учитывать при проектировании обжимных клемм, является номинальный ток. Его конкретное значение зависит от проводимости соединительных клемм, их площади поперечного сечения и соответствующего допустимого повышения температуры. При выборе рекомендуется, чтобы этот элемент выдерживал номинальный ток не менее 150% от ожидаемого максимального, потребляемого оборудованием. Если клеммная колодка выбрана неправильно и пропускает слишком большой ток, она перегреется и риск ее повреждения возрастет.
- Номинальное напряжение. На значение номинального напряжения в некоторой степени влияет шаг выводов и диэлектрическая прочность материала корпуса. Что касается вольтажа, то номинальное напряжение разъема должно быть больше чем максимальное напряжение питания схемы, с учетом любых всплесков или скачков, которые могут повредить изоляцию.
- Количество полюсов (контактов). Количество контактов реализуемых одним соединительным модулем варьируется от 1 до 24.
- Шаг. Он определяется как расстояние между соседними контактами. Это величина, связанная с размерами соединения и электрическими параметрами. Зависит от необходимого безопасного расстояния, зазоров и максимальных значений напряжений и токов. Общие примеры шагов включают метрические и дюймовые значения, такие как 2,54 мм, 3,81 мм, 5,0 мм и так далее.
- Размер и тип провода. Поперечное сечение провода который можно установить в разъем, указано в значениях AWG (American Wire Gauge). Большинство клеммных колодок допускают некоторый допуск и позволяют использовать провода различных размеров, например 18–4 или 24–12 AWG. Помимо толщины провода необходимо учитывать тип провода, чтобы он соответствовал выбранному типу соединительного элемента. Многожильный кабель подходит для винтовых клемм, а одножильный провод часто подключается к вставляемым (подпружиненным) клеммам.
Далее смотрите типовые варианты клеммников:
Типовые способы крепления проводов в разъемах клеммной колодки:
Механические свойства клеммников
Механические параметры относятся к размеру соединительного блока на печатной плате, ориентации и доступности рабочих элементов разъема.
Ориентация кабельного ввода может быть горизонтальной (90 °), вертикальной (180 °) и диагональной (45 °). Выбор элемента в основном зависит от сборки и ориентации, обеспечивающей наилучшую подгонку и доступность соединений для обслуживания.
Способ крепления проводов. Как и в случае с ориентацией существует три распространенных метода закрепления проводов в разъемах клеммной колодки: винтовой зажим, кнопка или пружинный зажим. Винтовые клеммные колодки содержат винт, который при затягивании затягивает зажим, чтобы закрепить провод в гнезде соединителя. Версия с кнопкой работает так: нажимая кнопку можно открыть зажим, который позволяет вставить провод, а затем зажимает его на проводе когда кнопка отпускается. Благодаря подпружиненным клеммам провода можно вставлять прямо в корпус, создавая соединение без затягивания винтов или нажатия кнопок для открытия клеммы.
Модульные и моноблочные версии. Клеммные колодки могут быть выполнены в модульных корпусах или в отдельных версиях. Первые обычно доступны в 2-х или 3-х полюсных версиях и позволяют объединять их в более крупные секции. Они дают возможность быстро получить необходимое количество полюсов и создать многоцветные сборки. Напротив, цельные клеммные колодки, которые содержат все полюса в одном блоке, обеспечивают большую жесткость и механическую прочность.
Способ подключения проводов к корпусу разъема. Съемные клеммные колодки – хорошее решение для частого подключения и отключения жгута проводов к печатной плате. Они состоят из двух частей модульной вилки с проводами, которая подключается к стационарно закрепленному гнезду на печатной плате. Это позволяет легко отсоединять все провода сразу, не вынимая их по одному.
Безопасность клеммников
Безопасность использования клеммных колодок в основном оценивается такими агентствами, как UL и IEC. Каждый такой орган использует свою методологию тестирования, поэтому важно чтобы инженеры знали общие требования безопасности к устройству, чтобы выбрать версию соответствующую стандарту для конкретного устройства.
Во многих проектах стоит использовать разные цвета корпуса разъема и кнопок разблокировки зажима. Выбирая уникальные цвета клеммных колодок можно упростить подключение точек подключения в сложных системах и избежать неправильных подключений, например используем красный для подключения к сети, а зеленый для выхода низкого напряжения.
Выводы и рекомендации
Понимая ключевые электрические и механические параметры, а также зная о различных типах доступных модулей, можно лучше выбирать соединители клеммных колодок для электротехнических и электронных устройств. Ассортимент таких продуктов предлагает множество вариантов с точки зрения цвета и конфигураций монтажа, а также предельно допустимых параметров.