作为所有工程师常用的连接组件,多年来端子块一直被用来为各种应用提供半永久性的安全接线。端子块又称接线端子、端子连接器或螺纹端子,由模块化外壳和绝缘体组成,可将两根或多根导线连接在一起。由于其连接是半永久性的,因此端子块有助于简化现场检查和维修过程。虽然是一个比较简单的组件,但在选型前对端子块及其规格有一个基础性的了解还是有好处的。本文讨论主题将包括常见端子块类型、关键电气和机械考虑因素,并会提供一些进一步的细节以帮助工程师选型。

 

常见配置
PCB 安装式、栅栏式和直通式是设计中最常见的三种端子块类型。下表列出了这三个不同的类型及其基本原理、安装方式和配置。

 

 

重要电气规格
在设计阶段有许多关键电气规格需要考虑,涵盖常见的端子块类型。具体包括:
额定电流:一般来说,在端子块设计中最需要注意的规格就是额定电流。这建立在三个方面的基础之上:端子的电导率、横截面积和相应的温升。在选择端子块时,建议的额定电流至少为系统预期最大电流的 150%。如果端子块的额定电流不正确,工作电流过高时,会造成端子块过热和损坏,并导致严重的安全问题。

 

额定电压:端子块的额定电压部分受其外壳的间距和介电强度的影响。与额定电流选择思路相同,端子块的额定电压必须大于系统的最高电压,同时还要考虑到可能会损坏连接的任何电压浪涌。

 

极数:极数是表示一个端子块所容纳独立电路数的常用方法。这种规格一般会从单极到 24 极不等。

 

间距:间距定义为相邻两极之间的中心距离,它由端子块的总体额定值决定,涉及因素如爬电距离、电压/电流和间隙等。一些常见的间距实例包括 2.54 mm、3.81 mm、5.0 mm 等。

 

电线尺寸/类型:在北美,端子块可接受的电线采用美国线规 (AWG) 为单位,该规格指定了模块可接受的电线尺寸或线规,以确保电线物理上能够装入外壳。值得庆幸的是,大多数端子块都具有一定的容差,能够容纳如 18~4 或 24~12 AWG 等一系列导线尺寸。除线规外,还需根据所选模块类型考虑导线类型。绞线或多芯线是螺纹端子的理想选择,而单芯线通常与推入式端子块配对使用。


重要机械规格
接下来是机械规格,它涉及到端子块的尺寸、方向和设计中连接的易操作性。重要的机械因素包括:

接线方向:水平 (90°)、垂直 (180°) 和 45° 是三种最常见的端子块方向。这一选择取决于设计的布局,以及哪种方向最适合和最方便进行接线。

 

 

导线固定方法:与方向类似,端子块有三种常见的电线固定方式:螺纹端子、按钮或推入。这三种类型都比较名副其实。螺纹端子或螺丝型端子块包含一个螺丝,当拧紧时会闭合夹子,将导线固定在导体上。按钮功能很简单,只需按下一个按钮,打开夹子让导线插入,松开按钮后闭合夹子将导线夹紧。对于推入式端子块,导线则可以直接插入外壳,无需螺丝或按钮打开夹子就可以建立连接。

 

 

联锁式与单体式:端子块可采用联锁式或单体式外壳。联锁式端子块通常有 2 极或 3 极版本,能够让工程师快速实现不同的极数或将同一模块类型的不同颜色连接在一起。单体式端子块无疑是将所有的极都包含在一个模块中,根据设计要求,使其具有更高的刚性和坚固性。

 

 

线对壳方式:需要频繁地连接和断开主连接时,插拔式端子块就是一个不错的选择。这些方式是将导线插入一个模块化插头,然后将插头连接到 PCB 上的固定插座,使之易于断开,且无需处理单个导线。

 

 

安全等级和其他考虑因素
UL 和 IEC 是认证端子块的主要安全机构。在端子块规格书中,通常会列出 UL 和/或 IEC 安全标准,且参数值通常也各不相同。这是因为每个机构使用的测试标准不同,所以工程师必须了解其整体系统的安全要求,才能选择符合要求的端子块。

 

虽然在许多设计中有些因素可能是事后才想到的,但对端子块的外壳或按钮进行颜色定制是有好处的。在为端子块选择独特的颜色时,工程师可以更容易地将复杂系统中的连接点连接起来,避免连接不当。

 

最后,在处理极端温度的环境或应用中,也可以选择具有更高温度等级的端子块。

 

结语
通过对关键电气和机械规格以及不同模块类型的了解,工程师可以更好地满足各种电气系统连接的需要。CUI Devices 的端子块产品线为工程师提供了一系列的颜色和配置选择,简化了这一选型过程。