Разъем постоянного тока

Разъем постоянного тока (или вилка постоянного тока для одного распространенного типа разъема) - это электрический разъем для подачи питания постоянного тока (DC).

По сравнению с домашними вилками и розетками переменного тока, разъемы постоянного тока имеют гораздо больше стандартных типов, которые не являются взаимозаменяемыми. Размеры и расположение разъемов постоянного тока можно выбрать для предотвращения случайного включения несовместимых источников и нагрузок. Типы варьируются от небольших коаксиальных разъемов, используемых для питания портативных электронных устройств от адаптеров переменного тока , до разъемов, используемых для автомобильных аксессуаров и аккумуляторных блоков в портативном оборудовании.

Сверхнизкое напряжение (до 120 В постоянного тока)

Эти соединители сверхнизкого напряжения рассчитаны на 120 В постоянного тока или ниже.

Цилиндрические соединители

Общие штекерные разъемы питания постоянного тока (показаны линейкой в ​​см / мм)

Маленькие цилиндрические соединители бывают разных размеров. Они могут быть известны как «коаксиальные разъемы питания», «цилиндрические разъемы», «концентрические цилиндрические разъемы» или «концевые разъемы».

Эти вилки предназначены для использования с кабелем, подключенным к внешнему адаптеру переменного тока ( источнику питания ). Соответствующее гнездо или розетка постоянно прикреплены к оборудованию, к которому требуется питание. Некоторые из этих разъемов содержат нормально замкнутый контакт, который можно использовать для отключения внутренних батарей при подключении источника питания, что позволяет избежать риска утечки или взрыва батареи из-за неправильной зарядки батарей.

Цилиндрические заглушки обычно имеют изолированный наконечник, предназначенный для вставки штифта. Внешний корпус вилки - это один контакт, чаще всего, но не всегда, отрицательная сторона источника питания. Вилки с обратной полярностью могут повредить электрическую схему при подключении, даже если напряжение правильное; не все оборудование оснащено защитой. Штифт, установленный в розетке, контактирует со вторым внутренним контактом. Внешний контакт вилки часто называют цилиндром , втулкой или кольцом , а внутренний - наконечником .

Эти силовые разъемы бывают самых разных размеров и конструкций, многие из них очень похожи друг на друга, но не совсем совместимы с механической или электрической точки зрения. Помимо множества типовых проектов (чей первоначальный разработчик неизвестен) существует как минимум два различных национальных стандарта - EIAJ в Японии и DIN в Германии , а также разъем JSBP, используемый на некоторых портативных компьютерах. Японский стандарт EIAJ включает пять различных типоразмеров, каждый из которых поддерживает определенный диапазон напряжений. Однако большинство других коаксиальных разъемов питания постоянного тока не имеют определенной связи по напряжению. Стандартные заглушки часто называют по диаметру штифта, на который они рассчитаны.

Многие коаксиальные вилки сторонних производителей имеют внешний диаметр (OD) 5,5 мм (0,22 дюйма) и длину 9,5 мм (0,37 дюйма). В гнездах для корпуса штекера этого размера обычно используются контакты двух размеров: 2,1 мм (0,083 дюйма) и 2,5 мм (0,098 дюйма), и штекеры должны совпадать. Если размер неизвестен, трудно отличить на глаз или измерения штекеры с внутренним диаметром 2,1 мм и 2,5 мм; некоторые поставщики предлагают простые методы. ^[1]

Максимальный номинальный ток обычно варьируется от неуказанного до 5 А (11 А для специальных мощных версий некоторых компаний ^[2] ), при этом общие значения - 1 А, 2 А и 5 А. ^[3] Меньшие типы обычно имеют более низкие номиналы как по току, так и по напряжению. «Наконечник» (то есть внутренний проводник) обычно несет положительный (+) полюс, но в некоторых устройствах и их источниках питания используется отрицательный полюс. Размер разъема обычно не указывает напряжение. Невозможно, за исключением некоторых проприетарных разъемов, надежно вывести какую-либо информацию о параметрах питания (ток, напряжение, полярность, даже переменный или постоянный ток), исследуя разъем.

Защелкните и заблокируйте разъемы питания постоянного тока

Разъемы питания постоянного тока с защелкой и фиксатором похожи на разъемы Mini-DIN , но имеют 3 или 4 более толстых контакта и немного больший ответный кожух. По этой причине они не совместимы ни с одним из стандартизированных разъемов Mini-DIN. Однако в некоторых устройствах для питания используется настоящий 4-контактный разъем Mini-DIN, что дает возможность соединить такой разъем с неправильным портом (например, с выходом S-Video ).

• Известны как 3-контактные и 4-контактные вилки питания постоянного тока Kycon.
• Также ошибочно известен как «Power DIN», ^[4] хотя и отличается от любого стандартизированного разъема Mini-DIN или DIN .
• Наружный диаметр сопрягаемой оболочки охватываемой вилки составляет 10 мм (0,39 дюйма), а диаметр штифтов - 1,5 мм (0,059 дюйма).
• Стандарт может включать ограничение 20 В при 7,5 амперах ^[5]
• Иногда вилку с накаткой окружает стопорное кольцо с накаткой, которое позволяет закрепить вилку на шасси, на которое подается питание.

Разъем Molex

Разъемы Molex часто использовались в качестве разъемов питания постоянного тока в персональных компьютерах, для дисководов гибких дисков, жестких дисков и компакт-дисков. Эти разъемы имеют четыре контакта: +5 В (красный), 2 общих заземления (черный) и +12 В (желтый). Периферийные устройства SATA используют другой тип разъема.

Разъемы Molex с фиксатором доступны в конфигурациях с 3, 4 и 6 клеммами.

МЭК 60906-3: 1994

Международная электротехническая комиссия (МЭК) подготовил стандарт для системы 2-контактных вилок и розеток для бытовых и аналогичных целей в стационарных и портативных применений, как в помещении или на открытом воздухе. Безопасные штепсельные вилки и розетки сверхнизкого напряжения (SELV) рассчитаны на ток до 16 ампер и имеют восемь вариантов кодирования для индикации 6, 12, 24 или 48 вольт переменного или постоянного тока .

Разъем имеет круглую форму, причем вилочный разъем имеет два контакта, расположенных симметрично внутри круглого экрана, а охватывающий разъем имеет два гнезда, окруженных круговой канавкой для приема охватываемого экрана, в свою очередь, окруженного вторым круглым экраном, который выступает на 6 мм ( 0,24 дюйма) за сопрягаемой поверхностью и закрывает вилку разъема. (Он чем-то напоминает меньший разъем IEC 60309. )

Размеры следующие: ^[6]

На мужском щите есть два выступающих внутрь ключа, которые входят в пазы на женском корпусе. Шпонка большего размера расположена перпендикулярно штырям, шириной 2,0 ± 0,1 мм (0,079 ± 0,004 дюйма) и заканчивается радиусом 4,9 ± 0,1 мм (0,193 ± 0,004 дюйма) от центра разъема. Соответствующая выемка имеет ширину 2,3 ± 0,1 мм (0,091 ± 0,004 дюйма) и заканчивается радиусом 4,6 ± 0,1 мм (0,181 ± 0,004 дюйма) от центра разъема.

Угол поворота второй клавиши от первой указывает тип напряжения и тока. Восемь разрешенных углов кратны 30 °, но не кратны 90 °. Углы ± 30 ° и ± 60 ° указывают на переменный ток (50 или 60 Гц), а углы ± 120 ° или ± 150 ° указывают на постоянный ток, при этом штифт под 90 ° является отрицательным, а штифт под углом 270 ° - положительным.

Вторая шпонка меньше первой, ширина 1,5 ± 0,1 мм (0,059 ± 0,004 дюйма) заканчивается на радиусе 6,4 ± 0,1 мм (0,252 ± 0,004 дюйма) от центра разъема. Соответствующая выемка в корпусе разъема-розетки имеет ширину 1,8 ± 0,1 мм (0,071 ± 0,004 дюйма) и заканчивается в радиусе 6,2 ± 0,1 мм (0,244 ± 0,004 дюйма) от центра разъема.

С углами, измеренными по часовой стрелке при взгляде на гнездовой соединитель (против часовой стрелки при взгляде на штекер), различные положения клавиш показывают:

Так называемые «мини-разъемы IEC» не связаны между собой и даже не стандартизированы IEC; их называют так, потому что они напоминают меньший разъем IEC C13 .

Разъемы для систем наружного освещения

В основном используется для уличных рождественских огней, это обычный разъем IP44 для световых систем. Наиболее распространенное напряжение - 24 В, но для 12 и 48 В можно использовать одну и ту же розетку и вилку. На вилке есть два штифта и кольцо с резьбой, которое, будучи прикрученным к охватывающей части, обеспечивает водонепроницаемость и механическое удержание.

Разъемы Tamiya

Разъемы Tamiya обычно используются в аккумуляторных батареях и зарядных устройствах радиоуправляемых (игрушечных) транспортных средств.

Разъем JST RCY

Разъем JST серии RCY имеет шаг 2,5 мм и производится JST Mfg. Co., Ltd. ^[7] Он известен в кругах радиоуправления как разъем BEC или P. JST также производит другие типы разъемов, которые используются в радиоуправлении и хобби-электронике. ^[8]

Тройник в стиле Дина

Т-образный штекер в стиле Deans - это поляризованный штекер высокой мощности, который предотвращает случайное обратное соединение. Это также относится, в частности, к предотвращению вспышки LiPo, которая может вызвать ожоги или связанный с этим ущерб. В зависимости от марки вилки Deans чувствительны к перегреву во время пайки, так как пластик может стать мягким, а поверхности разъемов легко перекрутятся. В зависимости от конструкции они могут выдерживать ток до 40А (импульсный до 70А).

Обычное назначение контактов T-Plug: отрицательный (-) [- | ] положительный (+)

Выступы / выступы инвертора

Доступны язычки / выступы инвертора 2, 4 и 8  AWG . Они предназначены для передачи очень высоких токов при напряжении до 600 В постоянного тока от аккумуляторных блоков, инверторов и других сильноточных нагрузок к клеммной шине.

Система электроснабжения в кресле авиакомпании

В прошлом использовались два разных стандарта авиационной системы электроснабжения в кресле (ISPSS) для питания постоянного тока. Американские авиалинии в прошлом использовали автомобильные прикуриватели . Большинство других авиакомпаний, которые обеспечивают питание постоянного тока, используют меньшую систему EmPower , которая имеет 4-контактный разъем Hypertronics D-серии. Он может подавать 15 вольт максимум 5 ампер.

Разъемы Anderson Powerpole

Разъемы Powerpole - это серия разъемов, разработанных Anderson Power Products ^[9], которые доступны в различных размерах и цветах. Обычно используемые разъемы серии 15/30/45 совместимы друг с другом и используют одни и те же корпуса, но используют разные контакты для разных размеров проводов и требований по току.

Разъемы Powerpole физически и электрически не имеют пола, что позволяет избежать необходимости беспокоиться о том, какой конец является вилкой, а какой - розеткой, или какой конец имеет правильную полярность, как в случае с физически, но не электрически гендерным двухпроводным разъемом для прицепа .

Силовые столбы были приняты в качестве стандартного разъема 12 В _{постоянного тока} большинством организаций гражданской радиолюбительской службы RACES и подразделениями службы экстренной радиосвязи ARES . Они обеспечивают хорошую токовую нагрузку для своих размеров. Они также упрощают подключение к электросети для людей с плохим зрением или хорошим освещением. Однако они могут быть относительно легко повреждены и иногда могут легко отделяться друг от друга с минимальным усилием, если не будут приняты дополнительные меры по удержанию.

Разъем SAE

Разъем SAE представляет собой физически бесполый двухпроводной разъем постоянного тока, обычно используемый для солнечных батарей и автомобилей (также мотоциклов ). Он назван так в честь Общества инженеров автомобильной промышленности , создавшего спецификации, на которых основан этот разъем.

Хотя вилка является физически гермафродитной, и любой разъем SAE может быть подключен к любому другому разъему SAE, они НЕ являются электрически гермафродитными, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы поддерживать правильную полярность при подключении разных разъемов друг к другу.

Этот разъем обычно используется для зарядки аккумуляторной батареи автомобиля. Полярность разъема, когда он установлен в транспортном средстве и присоединен к аккумулятору, всегда такова, что короткое замыкание не произойдет, если оголенный вывод коснется шасси транспортного средства. В большинстве автомобилей это означает, что открытая клемма подключается к отрицательной клемме аккумуляторной батареи. И наоборот, положительная клемма зарядного устройства открыта, чтобы соединиться со скрытой клеммой на стороне транспортного средства. (На автомобилях с конструкцией заземления, таких как винтажные британские мотоциклы, все наоборот.)

Хотя существует риск короткого замыкания зарядного устройства, этот риск минимален и часто снижается за счет схемы самого зарядного устройства. С другой стороны, ток короткого замыкания из свинцово-кислотных батарей , установленных на транспортных средствах , достаточно велико, чтобы короткое замыкание может привести к возгоранию или взрыву. Поэтому приоритет отдается предотвращению короткого замыкания аккумуляторной батареи автомобиля, а не зарядного устройства.

Хотя термин «соединитель SAE» обычно используется для обозначения изображенного на фото двухконтактного соединителя, существует множество различных стандартов соединителей, обозначенных SAE International, которые также могут упоминаться этим термином. Кроме того, хотя дизайн рассматриваемого разъема был вдохновлен стандартами SAE и основан на них, сам разъем не имеет официального обозначения SAE.

Проведя исследование, мы обнаружили, что не существует спецификации, касающейся накладного коннектора SAE 2 Pin. Спецификация SAE (Общество автомобильных инженеров) J928 касается «Электрических клемм - тип штырей и розеток», а SAE J1239 - 4-, 5- и 8-контактные разъемы прицепа, но, похоже, не существует спецификации SAE для 2-контактной конфигурации с наложением. .

Кажется, что двухконтактная надформованная конфигурация была своего рода побочным продуктом, разработанным в начале 80-х с использованием зазора от 4-контактного разъема SAE, адресованного SAE J1239. Таким образом, технически говоря, двухконтактная конфигурация не регулируется каким-либо стандартом SAE, но они были разработаны в соответствии с SAE J928 и J1239.

Безусловно, перспектива SAE была направлена ​​на автомобильные приложения, в том числе: прицепное устройство / осветительную проводку, бортовые механизмы (например, электрические стеклоподъемники) и обслуживание аккумуляторных батарей.

-  https://web.archive.org/web/20190701114324/http://sae2pin.com/tag/j928/ Проверено 21 мая 2020 г.

Спецификации SAE доступны для J928 и J1239, но для ознакомления с ними требуется оплата.

Розетки и вилки автомобильных прикуривателей

Мощность автомобиля на выходе также называют прикуриватель , или прикуриватель розетка , так как он был первоначально разработан как зажигалка для сигар-следовательно , его достаточно большого размера. В настоящее время он используется для питания автомобильных аксессуаров, таких как портативные инверторы, зарядные устройства для мобильных телефонов и портативные холодильники.

Эти розетки изначально не были предназначены для подачи питания постоянного тока и не являются идеальным разъемом постоянного тока по нескольким причинам ^{[ необходима цитата ]} , но все еще широко используются для совместимости с существующими аксессуарами. Существуют три размера: один для 6 В _{постоянного тока} и два для 12 В _{постоянного тока} ^{[ необходима ссылка ],} и соединение штекеров и разъемов 12 В _{постоянного тока} различного размера проблематично. ^{[ необходима цитата ]} Из-за этого, а также из-за того, что иногда используется провод небольшого калибра, они могут обеспечивать ненадежные силовые соединения. ^{[ необходима цитата ]}

Полярность для розеток 12 В _{постоянного тока} : центральный контакт положительный (+), внешний буртик отрицательный (-). Обратная полярность может повредить некоторые электронные устройства.

Хотя номинальное напряжение свинцово-кислотной аккумуляторной батареи 12 В составляет 12 В _{постоянного тока} , при работающем двигателе система зарядки аккумуляторной батареи автомобиля доводит системное напряжение до 13,8 В _{постоянного тока} или выше. ^[10] Возможный диапазон напряжений аккумулятора от 11 до 15 В _{постоянного тока} должен учитываться устройствами, подключенными к гнезду прикуривателя.

Этот разъем также часто используется для питания аксессуаров на мотоциклах, таких как одежда с подогревом (жилеты, перчатки и т. Д.) Или устройства GPS. Это упрощает управление "подключением" в перчатках. Поскольку у аксессуара отсутствует собственное питание, нет риска «закоротить» оголенный разъем. ^{[ необходима цитата ]}

Соединитель ISO 4165

Аналогичен концепции автомобильного прикуривателя, разъем ISO 4165 короче и меньше.

Чаще всего встречается на мотоциклах, он также известен как «аксессуар BMW», «Hella», «Merit», «Norm» ^{[ ссылка ]} или разъем «Powerlet».

Разъемы XLR, используемые для питания

В вещании, кино и телевидении 4-контактный разъем XLR является стандартом для питания 12 В. Разъемы подключены к контакту 1 отрицательный, контакт 4 положительный. Часто контакты 1 и 2 будут отрицательными, 3 и 4 - положительными для более высокого номинального тока. Гнездовые соединители используются в качестве источника питания, а штыревые соединители используются для нагрузки. Большинство батарейных ремней и источников питания выдают 13,2 В, но оборудование обычно может выдерживать напряжение в диапазоне 11–18 В для размещения аккумуляторных блоков с различным напряжением и зарядки во время работы.

Легкодоступный XLR3 также используется некоторыми производителями в качестве вилки источника питания, несмотря на то, что он является общепринятым стандартом для других целей.

Соединители Clipsal

В Австралии розетка Clipsal Т-образной конфигурации используется для розеток постоянного тока сверхнизкого напряжения , например, в автономных энергосистемах (SAPS) или на лодках, чтобы предотвратить случайное подключение устройств на 12 В к розетке на 240 В. торговые точки. ^[11] Этот разъем также используется для временного оборудования в автомобилях скорой помощи.

Штыри разъема взаимно перпендикулярны и обычно ориентированы так, чтобы выглядеть как заглавная буква T. Полярность на выходе может быть случайной, и ее необходимо проверять, чтобы избежать повреждения оборудования.

Разъем USB

Из-за популярности USB для мобильных телефонов и планшетов, USB-разъемы и вилки стали обычным выбором для других небольших устройств, которым требуется пять вольт или меньше, даже тех, которые не требуют подключения для передачи данных. Примеры включают фонарики, игрушки, такие как небольшие вертолеты, и аккумуляторные батареи (которые, в свою очередь, обеспечивают пять вольт через USB для зарядки других устройств). Доступны настенные розетки со встроенными адаптерами питания USB и розетки USB.

ЕС адаптировал общую спецификацию внешнего источника питания , которая стандартизирует мобильные телефоны с возможностью передачи данных для использования разъема micro USB-B . По состоянию на 2016 год большинство новых мобильных телефонов используют этот разъем для зарядки.

В 2012 году была выпущена спецификация USB Power Delivery (PD). Спецификация USB PD обеспечивает возможность устройствам с напряжением питания 5 В потреблять более 7,5 Вт энергии от портов USB, поддерживающих PD, при использовании USB-кабелей с поддержкой PD. Спецификация также позволяет портам USB PD обеспечивать еще большую мощность при более высоких напряжениях по кабелям с поддержкой PD - до 36 Вт при 12 В и 60 Вт при 20 В (для разъемов micro-USB) и до 60 Вт при 12 В и 100 Вт при 20 В (для стандартных разъемов USB A / B). ^[12]

Ожидается, что новый разъем USB-C в конечном итоге станет новым стандартом для зарядки (и передачи данных) через USB. ^[13]

Другие разъемы постоянного тока

• Существует ряд разъемов питания для печатных плат аналогичной конструкции, в том числе Molex Mini-Fit SR, Molex Mini-fit jr., MOLEX MICROFIT и Molex SABER, а также разъемы AMP DUAC, которые похожи друг на друга.
• Некоторые вилки с тремя, четырьмя, пятью или более контактами также называются вилками постоянного тока . Они были обычным явлением для оборудования с электронными лампами и продолжают использоваться там, где подается несколько напряжений. В оборудовании с вакуумной трубкой штифты обычно находятся на стороне соединения в целях безопасности.
• Многие мобильные телефоны используют разъемы постоянного тока, которые уникальны для производителя или даже для конкретного телефона. В интересах повышения функциональной совместимости зарядных устройств для телефонов основные производители согласились с 2010 года стандартизировать разъем micro-USB для новых зарядных устройств для телефонов ^[14].
• Многие производители делают специальные разъемы питания постоянного тока для аккумуляторных блоков, инструментов, медицинского оборудования, оборудования связи и других устройств.
• Батареи серии Power Pack (PP), такие как девятивольтовая батарея PP3, имеют круглые и шестиугольные клеммы, которые соединяются с «защелкивающимся» разъемом с физически идентичными (но противоположными полярностями) клеммами.
• Для подключения источников питания к некоторым ламповым усилителям звука, передатчикам и трансиверам (особенно в моделях радиолюбителей) использовались специальные «восьмеричные» разъемы с 8 или 11 контактами, почти идентичные восьмеричным релейным или ламповым разъемам . На блоке питания были установлены женские розетки, а на радиооборудовании - мужские розетки (с открытыми контактами). Также были доступны кабельные сборки с ответными разъемами. Эти соединения передавали анодное положительное напряжение (обычно 600 В постоянного тока для Heathkit, 800 В постоянного тока для Collins), отрицательное смещение сети (-130 В постоянного тока), 6,3 и 12,6 В переменного тока для нагревателей (нити) и функции управления (дистанционное переключение сети).

Низкое напряжение (120–1500 В)

Эти низковольтные разъемы рассчитаны на 1500 В постоянного тока или ниже.

Андерсон SBS

Серии разъемов Anderson SBS ^[15] и SBS Mini рассчитаны на напряжение до 600 В постоянного тока при (в зависимости от разъема) 50 А, 75 А или 110 А. Однако они рассчитаны на отключение только под нагрузкой до 120 В постоянного тока. ^[15]

Эти разъемы используются в качестве разъемов батарейного блока в системах ИБП с более высокой мощностью , где напряжение батарейного блока находится в пределах от 48 до 500 В постоянного тока.

Разъем MC4

Разъемы MC4 распространены на фотоэлектрических панелях . Поскольку эти панели подвергаются воздействию погодных условий в течение десятилетий, MC4 включает резиновое уплотнительное кольцо для защиты от влаги. Поскольку солнечные панели часто складываются гирляндами на сотни вольт, MC4 имеет фиксирующие зажимы для удержания проводов вместе. Поскольку солнечные панели могут быть соединены последовательными цепочками или параллельными массивами, положительные и отрицательные клеммы используют отдельные разъемы.

IEC TS 62735

МЭК TS 62735 стандарт ^[16] Определяет разъемы , способные нести между 294 и 400 В постоянного тока. В стандартной комплектации есть два разъема на 2,6 кВт и 5,2 кВт. ^[17] Вилку с более низким током можно вставить в розетку с более высоким током, но вилка с более высоким током не будет соединяться с розеткой с более низким током. Вилку на 2,6 кВт можно отключить под нагрузкой, а вилку на 5,2 кВт - нет. ^[18]

Эти разъемы, разработанные в первую очередь для подачи питания на компьютерное и коммуникационное оборудование, позволяют центрам обработки данных перейти на питание оборудования постоянным током в качестве альтернативы переменному току.

Saf-D-Grid

Разъем Saf-D-Grid ^[19] выдает до 600 В постоянного тока при токе до 30 А, при этом разъем занимает то же место, что и разъем IEC 320 C13 / C14, обычно ограниченный 250 В переменного тока при 10 А. Разъем также может быть отключается под нагрузкой.

Как и IEC 62735, этот разъем был разработан для замены разъема IEC, используемого в компьютерных источниках питания, поэтому они могут работать от 380–400 В постоянного тока. Представленный в январе 2009 года ^[20], он опередил конкурирующий стандарт IEC, однако, несмотря на это, не получил широкого распространения.

Molex Imperium

Разъем Imperium от Molex предназначен для автомобильных приложений и рассчитан на 1000 В постоянного тока при 250 А. ^[21]

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

• GlobTek, Inc имеет страницу данных, которую можно использовать для дальнейшего исследования этих и других соединителей.
• Основы подключения низкого напряжения
• Патент: US 7,033,209 Разъем питания для дополнительных устройств автомобиля - включает схемы разъема SAE.