
汽車連接器端子接觸電阻解析-1
接觸電阻是汽車用插接器的主要電氣性能,它直接影響汽車各電氣設(shè)備的信號(hào)傳輸和電氣連接,影響各電氣設(shè)備的工作穩(wěn)定性和可靠性。
不合適的接觸電阻是汽車用插接器工作時(shí)產(chǎn)生溫升的主要原因。降低接觸電阻可有效控制溫升,從而提高插接器的使用壽命和可靠性。因此,分析插接器端子接觸電阻的影響因素和測試方法對提高插接器的可靠性和使用壽命具有重要意義。
- 接觸電阻的作用原理
插接器的接觸電阻是指一對公插接器和母插接器插接后公端子和母端子接觸面間所產(chǎn)生的附加電阻。通過對端子接觸面的微觀分析可知,公端子和母端子插接后,端子的接觸并不是整個(gè)接觸面的接觸,而是散布在接觸面上的一些點(diǎn)的接觸,各接觸點(diǎn)的面積之和是實(shí)際接觸面積。接觸表面的表面粗糙度決定了接觸點(diǎn)的數(shù)量,而端子接觸界面的正向力和接觸件的材料硬度共同決定了各接觸點(diǎn)的接觸面積,因此,接觸界面的表面粗糙度、表面硬度和端子正向力決定實(shí)際接觸面積的大小。
實(shí)際上,在大氣中不存在真正潔凈的金屬表面,即使很潔凈的金屬表面,一旦暴露在大氣中,便會(huì)很快生成幾微米的初期氧化膜層。由于接觸表面氧化膜的存在,實(shí)際接觸面積可分為兩部分,
一是公端子和母端子基體金屬的接觸面積,它是由公端子和母端子接觸面間的正向力和導(dǎo)通時(shí)的熱作用破壞接觸表面間的氧化膜后形成的,這部分接觸約占實(shí)際接觸面積的5%~10%;
二是通過接觸界面氧化膜后的接觸面積,它是由于公端子和母端子暴露在大氣中形成的表面氧化膜對接觸界面的隔離形成的。
插接器端子接觸界面的附加電阻由以下兩部分組成:
- 集中電阻或收縮電阻接觸界面的形狀造成的電流線收縮顯示出來的電阻。
- 膜層電阻或界面電阻接觸界面較堅(jiān)實(shí)的氧化膜及較松散的雜質(zhì)污染物構(gòu)成的電阻。
- 接觸電阻的影響因素
- 端子材料的影響
不同的端子材料具有不同的硬度和不同的電導(dǎo)率。根據(jù)接觸電阻的作用原理分析可知,不同的硬度造成端子的接觸界面各接觸點(diǎn)的實(shí)際接觸面積不同,從而造成端子接觸界面的實(shí)際總接觸面積不同。實(shí)際接觸面積對接觸界面附加電阻的影響,相當(dāng)于導(dǎo)體截面積對導(dǎo)體電阻的影響。因此,端子材料硬度不同會(huì)影響端子接觸界面的附加電阻。不同的電導(dǎo)率則直接影響端子接觸區(qū)域的電阻 .
選擇端子材料時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)要求選擇合適電導(dǎo)率和硬度的材料,同時(shí)應(yīng)考慮選擇電導(dǎo)率和機(jī)械性能穩(wěn)定的材料,才能保證接觸電阻的穩(wěn)定。
- 端子接觸界面幾何形狀的影響
端子接觸界面幾何形狀對接觸電阻的影響主要是由于不同的幾何形狀會(huì)形成不同的宏觀接觸面積。宏觀接觸面積的不同產(chǎn)生不同的接觸點(diǎn)數(shù)量,從而使實(shí)際接觸面積產(chǎn)生差異。
常見的接觸界面形狀。其中接觸界面,所產(chǎn)生的宏觀接觸面積最小,因此,實(shí)際接觸面積也最??;面接觸界面,所產(chǎn)生的宏觀接觸面積最大,因此,實(shí)際接觸面積也最大;線接觸界面,所產(chǎn)生的宏觀接觸界面處于中間狀態(tài),因此,實(shí)際接觸面積處于中間狀態(tài)。
在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)不同的要求選擇不同的接觸界面幾何形狀。其中線接觸和面接觸又會(huì)受端子規(guī)格和外形的影響,形成不同的宏觀接觸面積。
更多關(guān)于接觸電阻的解析請看汽車連接器端子接觸電阻解析-2
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