Phoenix Contactのエレクトロニクスアプリケーション用LPC 2,5 PCBコネクタ
著者 Rolf Horn(ロルフ・ホーン) 氏
DigiKeyのヨーロッパ担当編集者の提供
2023-11-15
マルツ掲載日：2024-04-22
PCBコネクタは、回路基板への電気的接続を容易にするモジュール式の絶縁デバイスです。小型で効率的な電子機器への需要が高まるにつれ、信頼性が高く使いやすいコネクタへのニーズも高まっています。産業用オートメーション、相互接続、インターフェースソリューションメーカーであるPhoenix Contactは、エレクトロニクスアプリケーション向けの LPC 2,5 PCBコネクタ を発表しました(図1)。
豊かな歴史と技術革新へのコミットメントにより、Phoenix Contactは品質、信頼性、性能を求める設計者やエンジニアにとって信頼できるパートナーとしての地位を確立しています。
図1：Phoenix ContactのLPC 2,5 PCBコネクタには、2～20ポジションの選択肢があります。この画像は5ポジションの例です。(提供：Phoenix Contact)
これらのコネクタは、Phoenix ContactのCCA 2,5ベースストリップと同じポジション数で嵌合するように設計されていることに注意してください。この記事ではLPC 2,5 PCBコネクタに焦点を当てているいため、ベースストリップについてはこれ以上説明しません。
PCB設計におけるコネクタの役割
コネクタは、プリント回路基板内の電気的接続を確実に行う上で重要な役割を果たしています。これらの部品は、集積回路やその他の電子機器など、異なる部品間のシームレスな信号伝送を可能にします。コネクタの重要な機能のひとつは、組み立てやメンテナンスの際に電子部品を簡単かつ確実に抜き差しできるようにすることです。
このようなシナリオでは、使用されるコネクタの品質がプリント基板の全体的な性能と寿命に直接影響します。低品質の製品を使用すると、信号伝送の低下、抵抗の増加、さらにはプリント基板の早期故障などの問題が発生する可能性があります。
PCBコネクタにはさまざまなタイプがあり、それぞれに独自の利点があります。たとえば、レバーコネクタは、安全で信頼性の高い接続のための堅牢なロック機構を提供し、衝撃、激しい振動、頻繁な動きが懸念される用途に有効です。一方、 SPC シリーズや DMC シリーズのようなコネクタは、安全性と使いやすさに不可欠な、強化された保護とフォースレスイジェクトを提供します。
PCBコネクタ組み込みの課題
プリント基板にコネクタを組み込むのは、一見簡単なようですが、細部にまで細心の注意を払う必要があります。組み込みの課題を理解し、最適化されたPCBコネクタソリューションを追求することで、エンジニアは信頼性が高く効率的な電子機器の製造を保証することができます。
●安全性への懸念
コネクタを使用する際の重大な懸念は、接点間の導通が失われる可能性があることです。連続性が失われることは、以下のようなアプリケーションにおいて深刻な結果をもたらす可能性があります。
・電気自動車(EV)
PCBコネクタの導通損失は、ステアリングやブレーキなどの重要なシステムの故障につながる可能性があります。
・家庭用電化製品
コネクタに欠陥があると回路がショートし、火災やその他の潜在的な危険につながる可能性があります。
●スペースの制約
エレクトロニクスの現在進行中のトレンドは、小型化と軽量化であることは明らかで、このトレンドは、1ミリメートル単位のスペースが貴重なPCB設計に直接影響します。さらに、クロストークと呼ばれる電気的干渉を防ぐためには、コネクタ間の適切な間隔が不可欠です。コネクタ同士が近すぎると、あるコネクタからの信号が別のコネクタに干渉し、電気ノイズが発生する危険性が高まります。
●信号の完全性
高速データ転送の出現により、信号の安全性の維持は非常に重要になっています。信号の著しい劣化は、データの損失、破損、伝送エラーにつながる可能性があります。高周波信号は、反射、減衰、干渉といった伝送上の問題を受けやすくなります。コネクタの選択とPCB上の正確な配置は、信号品質に影響を与える可能性があります。
●耐久性および摩耗
コネクタは機械部品であり、他の機械部品と同様、摩耗しやすく、特に抜き差しが繰り返される場合には、その影響を受けやすくなります。コネクタは耐久性のある材料で作られ、通常の厳しい使用に耐えるように設計されていなければなりません。さらに、ロック機構を含むコネクタの構造は、その寿命に大きく影響します。
●互換性の問題
市場には数多くのコネクタが出回っており、電子部品との互換性を確保することは極めて重要です。コネクタの不整合は、性能の低下やプリント基板の破損につながる可能性があります。PCBコネクタを組み込む前に、設計者はその仕様を徹底的に検討し、製品が意図した用途に適合していることを確認する必要があります。
Phoenix ContactのLPC 2,5 PCBプラグ式端子ブロック
コネクタを正しく選択することは、単に適合性を確保するだけでなく、PCBの最適な性能、信頼性、寿命を確保することでもあります。Phoenix ContactのLPC 2,5 PCBコネクタは、工具不要のレバー作動設計のため、業界で際立っており、現場での迅速なデバイス接続に適しています(図2)。
図2：Phoenix ContactのLPC 2,5シリーズは、工具不要のレバー接続技術を提供します。(提供：Phoenix Contact)
レバー機構により、フェルールの有無にかかわらず、導線の接続が容易です。もう一つの重要な利点は、不注意による端子の開放を防ぎ、配線ミスの可能性を減らすことができることです。これにより、特に迅速な接続を行う際の高い安全性が保証されます。
さらに、LPC 2,5 PCBコネクタは、さまざまなアクセサリと製品を備えており、特定のプロジェクト要件に基づく柔軟性とカスタマイズが可能です。コネクタは、異なる列数、ポジション数、公称断面積、ソケットタイプで提供され、さまざまなアプリケーションや設計との互換性を保証します。
プッシュインスプリング式接続の利点
プッシュインスプリング式はLPC 2.5コネクタの固有の特徴で、最大16mm²までの断面積の導体をサポートします。
この接続方法の主な利点は以下の通りです。
・効率
工具を使用しないため、導線の接続と取り外しに要する時間が大幅に短縮されます。LPC 2,5は特殊なスプリング輪郭を持ち、硬質導線やフェルールを挿入することができ、専用のケーブルエントリーファンネルが個々のリッツ線のスプライシングを防ぎます。
・直感的な操作
LPC 2,5の色分けされた作動レバーは、直感的な操作のための視覚的な手がかりとなり、接続ミスにつながる可能性のあるクランピングスペースのずれを識別することができます。また、このレバーは接続ミスの可能性を低減し、高電力システムでの安全な運用に不可欠です。
・信頼性
製品の接触力が規定されているため、長期にわたって信頼性の高いワイヤ終端が保証されます。また、レバー機構により、不用意な端子開放や短絡を防ぎ、確実な接続を実現し、システムの安全性を高めます。
・汎用性
LPC 2,5シリーズは、最大300Vの電圧範囲を提供し、さまざまなアプリケーションでの使用に適しています。
主要なアプリケーション
前述のように、Phoenix ContactのLPC 2,5 PCBプラグ式端子ブロックの独自の設計と機能により、幅広い電子機器に適しています。以下に主な用途を示します。
●エネルギー貯蔵システム
エネルギー貯蔵システムは、特にエネルギー生産が断続的になりがちな再生可能エネルギーシステムにおいて、安定した電力供給を確保するために不可欠です。最大300Vの電圧範囲により、これらのコネクタは、小規模な住宅設備から大規模な設備まで、さまざまなエネルギー貯蔵システムに使用できます。
●太陽光発電
太陽光発電(PV)技術を利用した太陽エネルギーシステムは、再生可能エネルギー革命の最前線にあります。LPC 2,5コネクタは、これらのシステムが効率的に動作するための役割を果たします。より高い電圧で動作する大規模な太陽光発電設備では、LPC 2,5の設計は、不注意による端子の開放を防ぐのに役立ちます。
●電気自動車充電システム
EV充電ステーションは屋外で使用されるため、信頼性の高い電気接続のための堅牢なコネクタが必要です。LPC 2,5シリーズは、信頼性の高いワイヤ終端を提供し、厳しい環境下でも長期的な性能を保証します。
●輸送システム
高速列車や自動化された地下鉄システムのような輸送システムは、制御、通信、安全のために高度なエレクトロニクスを活用しています。これらの車両全体で信頼性の高い電気接続を確実に行うことは、運行の安全にとって不可欠です。
●産業機械
信頼性の高い接続を維持することは、精度が最優先される産業機械では極めて重要です。LPC 2,5コネクタは、操作中の中断やエラーを防ぐことができます。コネクタの確実な取り外しと偶発的な端子の開放防止により、機械が問題なく作動することを保証します。
まとめ
コネクタは、プリント回路基板内の電気的接続を確実に行う上で重要な役割を果たしています。Phoenix ContactのLPC 2,5 PCBプラグ式端子ブロックは、幅広い用途で汎用性と信頼性の高い電気コネクタを確立するように設計されています。
レバー作動機構やプッシュインスプリング式接続など、固有の設計が特徴で、業界でも際立った存在となっています。テクノロジーの急速な進化に伴い、信頼性の高いコネクタへの需要はますます高まり、LPC 2,5のような製品が不可欠となっています。
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