Maintenir la flexibilité et l'intégrité d'alimentation grâce à des connecteurs D-sub avec des courants nominaux de 75 A

Les besoins en énergie des dispositifs électroniques augmentent dans de nombreuses applications, notamment les véhicules électriques (VE) et les systèmes industriels et de télécommunications, qui exigent tous des connecteurs robustes et fiables. Cela est particulièrement vrai pour la distribution d'énergie. Les concepteurs ont besoin de connecteurs haute puissance qui offrent une flexibilité en matière de nombre de positions, de configurations de contacts et de terminaisons tout en maintenant une intégrité de puissance élevée.

Le connecteur D-subminiature (D-sub) est peut-être le connecteur multibroches le plus populaire en électronique et répond à de nombreuses exigences des systèmes d'alimentation. Il est disponible dans différentes configurations et s'adapte à des milliers d'applications. À mesure que les besoins en énergie augmentent, le connecteur D-sub doit évoluer en conséquence pour permettre aux concepteurs de répondre aux besoins de leurs clients.

Cet article décrit brièvement le connecteur D-sub. Il présente ensuite une solution haute puissance d'Amphenol ICC et montre comment elle peut être appliquée.

Origine du nom des connecteurs D-sub

Les connecteurs D-sub sont des connecteurs de base largement utilisés dans diverses applications dans les domaines militaires, grand public, industriels, médicaux, de l'instrumentation et des communications de données. Leur nom provient de la forme en D des boîtiers des connecteurs (Figure 1). Cette forme distinctive permet l'auto-orientation afin d'éviter toute insertion incorrecte et de garantir une connexion sécurisée.

Figure 1 : La forme en D d'un boîtier de connecteur D-sub fournit un détrompage permettant d'éviter le raccordement incorrect tout en garantissant une connexion mécanique et électrique sécurisée. (Source de l'image : Amphenol ICC)

Les connecteurs D-sub ont deux genres : les parties avec des contacts mâles sont appelées fiches, tandis que celles avec des contacts femelles sont appelées prises. Le blindage de la prise s'insère étroitement dans celui de la fiche. Les boîtiers extérieurs fournissent la résistance mécanique et la continuité électrique, offrant une protection contre les interférences électromagnétiques (EMI). De nombreuses options de montage matériel garantissent une connexion sécurisée.

Les capots de protection pour la décharge de traction sur les câbles sont disponibles en plastique et en matériaux métallisés ou métalliques. Les capots métalliques et métallisés entrent en contact avec la tresse de blindage du câble blindé pour réduire davantage les interférences électromagnétiques. Les capots offrent des ports de sortie droits ou coudés et incluent diverses options de verrouillage.

Connecteurs D-sub haute puissance

Amphenol ICC propose une large gamme de connecteurs D-sub en facteurs de forme standard et haute densité. Pour répondre aux besoins croissants en énergie de nombreuses applications, l'entreprise a ajouté une série de connecteurs D-sub haute puissance avec contacts d'alimentation de 75 ampères (A). Les connecteurs de cette série ont des dispositions de contact avec deux, trois, cinq ou huit contacts d'alimentation (Figure 2).

Figure 2 : Dispositions des contacts pour les connecteurs D-sub haute puissance d'Amphenol offrant deux, trois, cinq ou huit contacts. (Source de l'image : Amphenol ICC)

Les dispositions désignées par un W sur la Figure 2, telles que 5W5, indiquent que les contacts d'alimentation se trouvent tous dans le même plan dans le corps du connecteur. Celles désignées par un V indiquent que l'un des contacts est enfoncé dans le corps du connecteur pour les prises et dépasse le corps pour les fiches. Un contact est engagé avant les autres, ce qui permet à la terre ou à une autre source d'être engagée avant que les autres broches ne soient en contact. Les contacts dans les dispositions de type W sont connectés simultanément lorsque les connecteurs mâle et femelle sont engagés.

Les tailles de boîtiers des connecteurs D-sub sont A, B, C, D et E. Il s'agit de désignations historiques basées sur les dispositions des broches des connecteurs D d'origine. Le boîtier A est doté de 15 broches standard, le boîtier B de 25, le boîtier C de 37, le boîtier D de 50 et le boîtier E de 9. Les connecteurs D-sub haute puissance utilisent des broches plus grandes et intègrent proportionnellement moins de broches dans une taille de boîtier donnée.

Les connecteurs haute puissance D-sub d'Amphenol délivrent 75 A par contact à une tension maximum de 300 volts (V). Les contacts raccordés ont une résistance série inférieure à 7,3 milliohms (mΩ). La résistance représente une chute de moins de 0,55 V entre les contacts à 75 A. Le courant nominal est basé sur la norme UL 1977 relative aux connecteurs de composants destinés à être utilisés dans les applications de données, de signaux, de contrôle et d'alimentation. Le test lui-même est basé sur la température du connecteur à charge nominale : « La température d'un dispositif, mesurée aux points de test, ne doit pas dépasser l'indice thermique relatif (+130°C) du matériau isolant » lorsque le dispositif transmet son courant nominal maximum de 75 A.

L'indice thermique relatif (RTI) est la température de service maximum à laquelle les propriétés critiques d'un matériau restent dans des limites acceptables sur une période prolongée. Un connecteur configuré à huit contacts 8W8 typique présente une augmentation de température de 75°C avec un courant de 75 A (Figure 3).

Figure 3 : Augmentation de la température mesurée d'un connecteur haute puissance 8W8 à 75 A. (Source de l'image : Amphenol ICC)

Les connecteurs sont répertoriés pour fonctionner sur une plage de températures de -55°C à +125°C. La spécification de courant maximum suppose que le connecteur est à température ambiante avec détarage en fonction de sa température réelle (Figure 4).

Figure 4 : Exemple de courbe de détarage de température typique pour un connecteur 8W8 avec contacts soudés. (Source de l'image : Amphenol ICC)

Les contacts des connecteurs D-sub haute puissance d'Amphenol ICC sont disponibles en versions à souder, à sertir et à angle droit pour prendre en charge les exigences de montage sur circuits imprimés, panneaux et câbles.

Configurations typiques des connecteurs haute puissance

Le DA3W3PA009KLF d'Amphenol ICC est un logement de fiches à trois positions monté dans un boîtier A. Il accepte les contacts mâles tels que la broche 8638PPC7506LF, une broche de contact usinée avec une connexion à sertir. Ce type de connexion est utilisé dans un connecteur monté sur câble. Un autre type de contact est le 8638PPS7506LF, une fiche usinée avec une terminaison de contact à borne en coupelle.

Le DA3W3SA009KLF est une autre version du logement 3W3. Il utilise un contact femelle comme le contact usiné 8638PSC7506LF avec terminaison à sertir. Différents contacts mâles et femelles avec terminaisons à sertir et à souder sont disponibles.

Le DBV5W5P500H9KLF d'Amphenol ICC est un exemple de connecteur à angle droit destiné au montage sur circuit imprimé. Il s'agit d'un connecteur mâle à cinq contacts 5W5, qui inclut les contacts mâles (Figure 5).

Figure 5 : Le DBV5W5P500H9KLF est un connecteur mâle à cinq contacts 5W5 pour montage sur circuit imprimé avec contacts mâles intégrés. (Source de l'image : Amphenol ICC)

Les connecteurs offrent une variété d'accessoires de montage sur carte et sur panneau pour garantir le verrouillage sécurisé du corps des connecteurs. Les accessoires avant incluent des inserts filetés ou des vis femelles avec filetage M3 ou UNC 4-4. Les accessoires de montage sur carte comprennent des supports métalliques et des harpons (Figure 6).

Figure 6 : Divers accessoires de montage peuvent être utilisés pour fixer les connecteurs à un circuit imprimé. (Source de l'image : Amphenol ICC)

La fiche 5W5, illustrée à la Figure 5, inclut des harpons pour le montage sur circuit imprimé et des vis femelles pour verrouiller le connecteur homologue. Des prises de raccordement et des versions à deux, trois et huit contacts sont également disponibles pour les connecteurs à angle droit.

Applications D-sub haute puissance

Les exemples d'applications pour la série D-sub haute puissance incluent l'Industrie 4.0, où ces connecteurs peuvent alimenter des ordinateurs industriels. Contrairement aux ordinateurs de bureau classiques, ces ordinateurs embarqués sont conçus pour fonctionner dans des environnements difficiles. Ils sont exposés aux chocs, aux vibrations et à de grandes variations de température. Les connecteurs haute puissance offrent des connexions fiables avec des configurations de contact flexibles. De même, ces connecteurs permettent d'alimenter des automates programmables (PLC) et d'autres composants électroniques d'automatisation de machines.

Conclusion

Les connecteurs D-sub haute puissance d'Amphenol ICC étendent la gamme d'applications du vénérable connecteur D en ajoutant des connexions d'alimentation fiables avec un courant nominal maximum de 75 A sur huit lignes.