Molex: соединения, связь, инновации

27 января

медицинапотребительская электроникаответственные примененияинтернет вещейуниверсальное применениеMolexстатьяпассивные ЭК и электромеханика

Александр Шауэрман (Алтайский край)

Компания Molex – всемирный законодатель моды в области разъемов для телекоммуникации, автомобильной электроники, промышленных приборов, гаджетов и интернета вещей. Помимо этого, в ассортименте компании – держатели карт, антенны, кабели и кабельные сборки, а также широкая номенклатура оптоволоконных изделий.

История компании Molex Incorporated началась как канонический стартап, Фредерик Август Крэбиел (Frederick Krehbiel) и его сын Эдвин запустили свой бизнес в Брукфилде (штат Иллинойс, США). На тот момент на дворе стоял 1938 год и до эпохи технологических стартапов оставалась еще без малого половина века, а ноу-хау отца и сына заключалось в рецепте особого термопластика, изготовленного из известняка и отходов промышленного производства. Они назвали свой материал «Molex». Бизнес-семейство начало активно искать применение своему продукту: они пробовали производить самые разные товары, от цветочных горшков до игрушек и часов. Все изменилось, когда к компании присоединился старший сын Джон. Он очень быстро смог оценить высокие изоляционные свойства нового материала и убедил команду переориентировать свою деятельность на промышленную сферу. А уже в 1945 году Molex выходит на зарождающийся рынок электрических приборов, произведя первый литой клеммный блок для печей GE Hotpoint®.

В пятидесятых и шестидесятых годах Molex улучшает формулу пластика, создает все более совершенные соединители для промышленности, автомобилестроения и нового рынка вычислительной техники. За эти годы компания продолжает увеличивать объемы и номенклатуру своих продуктов, стараясь удовлетворять потребности производства.

В 1967-м году Molex открывает представительство в Японии, перейдя на международный уровень, и это было только начало. 1970 год – представительство в Шенноне (Ирландия), 1977 год – Сингапур, 1986 год – Индия, 1989 – Китай.

Сегодня заводы расположены по всему миру, порядка 40 тысяч сотрудников работают в 39 странах. Более 67% годовых доходов Molex получает от продуктов, произведенных и проданных за пределами США.

В 2013 году компания Molex стала частью концерна Koch Industries. Molex сохранил название компании и штаб-квартиру в городе Лиль, штат Иллинойс.

Продукция Molex отвечает самым высоким требованиям надежности и качества. Каждый год компания инвестирует около 5% чистой прибыли в исследования и разработки, что ставит Molex в число компаний с самым высоким уровнем инвестиций в исследования и разработки в отрасли.

Наиболее приоритетные области применения Molex:

  • телекоммуникационная инфраструктура;
  • автомобильная промышленность;
  • компьютеры, компьютерная периферия и офисная техника;
  • мобильные устройства и умные гаджеты;
  • интернет вещей (IoT);
  • бытовая техника;
  • медицина;
  • промышленность.

В настоящее время ассортимент продукции компании довольно широк: от миниатюрных разъемов до разъемов промышленного применения; имеются держатели карт, антенны, кабели и самые разнообразные кабельные сборки, включая силовые, сигнальные, коаксиальные и гибридные. После интеграции с корпорацией Oplink Communications в 2014 году Molex добавил в номенклатуру широкий спектр оптоволоконных изделий, включая разъемы, адаптеры, оптические сборки, готовые интегрированные решения и инструменты.

Рассмотрим подробно наиболее популярные серии продуктов.

Разъемы низковольтного питания

Семейство Fit

Отличительная особенность семейства разъемов Fit – это высокий максимальный ток при малых габаритах. Разъемы семейства представляют собой защищенные клеммные колодки, предназначенные для соединений типа «кабель-плата», «кабель-кабель» или «плата-плата».

Семейство Molex Fit состоит из пяти подсемейств: Nano-Fit™, Micro-Fit 3.0™, Ultra-Fit™, Mini-Fit® и Mega-Fit®. Они отличаются друг от друга длиной шага контактов, максимальным током и напряжением (таблица 1, рисунки 1 и 2).

Рис. 1. Семейство FiT: разъемы на плату

Рис. 1. Семейство FiT: разъемы на плату

Рис. 2. Семейство Fit: разъемы на плату с ответной частью на кабель

Рис. 2. Семейство Fit: разъемы на плату с ответной частью на кабель

Таблица 1. Семейство Fit

Наименование Nano-Fit Micro-Fit 3.0 Ultra-Fit Mini-Fit Mega-Fit
Шаг, мм 2,50 3,00 3,50 4,20 5,70
Тип соединения Кабель-плата Кабель-плата, кабель-кабель, в перспективе – плата-плата Кабель-плата Кабель-плата, кабель-кабель, в перспективе – плата-плата Кабель-плата, кабель-кабель
Диаметр провода, мм2 20‑26 AWG
0,50…0,14
18-30 AWG
0,75…0,05
16-22 AWG
1,5…0,34
16-28 AWG
1,5…0,08
12-16 AWG
4,0…1,5
Максимальный ток, А 6,5 8,5 14,0 13,0 23,0
Максимальное напряжение, В 250 300 400 600 600
Поверхностный монтаж + +
Рабочая температура, °С -40…115 -40…105 -40…120 -40…105 -40…120

В семействе Fit контактный штырь соединяется с гнездом в нескольких точках (рисунок 3). В случае, если одна часть контакта деградирует или блокируется пылью или окислом, другие точки контакта продолжают нести нагрузку. В результате клеммы имеют запас надежности и более высокую пропускную способность по току.

Рис. 3. Точки контакта в разъеме Fit (а) и в классическом разъеме (б)

Рис. 3. Точки контакта в разъеме Fit (а) и в классическом разъеме (б)

Разъемы семейства Fit оснащены защелками с принудительной фиксацией (рисунок 4). При сочленении раздается хорошо слышимый щелчок, который дает оператору информацию о том, что детали надежно соединены. Такая обратная связь не только предотвращает ошибки сборки, но и позволяет выполнять соединение даже без визуального контроля в труднодоступных местах. Кроме того, надежная фиксация предотвращает случайные повреждения соединительного узла от удара, вибрации или умеренной деформации кабеля.

Рис. 4. Сочленение с фиксацией на примере разъема Ultra-Fit

Рис. 4. Сочленение с фиксацией на примере разъема Ultra-Fit

Защелка улучшает качество при окончательной сборке продукта, обеспечивая стабильную работу в течение всего срока службы.

В разъемах семейства FiT контакты полностью изолированы диэлектрическими перегородками (рисунок 5). Такие перегородки предотвращают искрение между контактами и позволяют использовать разъем на более высоких напряжениях при сохранении размеров. Риски короткого замыкания из-за пыли и мусора сводятся к минимуму.

Рис. 5. Разъем FiT с изоляцией (а) и классический разъем без изоляции (б)

Рис. 5. Разъем FiT с изоляцией (а) и классический разъем без изоляции (б)

Кроме того, перегородки защищают контакты от повреждения во время соединения (рисунок 6). Пока соединительные части не будут правильно выровнены относительно друг друга, механическая нагрузка на контакты отсутствует. Таким образом, повреждения, связанные с агрессивным подключением, практически исключаются.

Рис. 6. Сочленение разъемов с защитой (а) и без (б)

Рис. 6. Сочленение разъемов с защитой (а) и без (б)

Защиту от неправильного подключения и перекоса обеспечивают элементы поляризации и ключи (рисунок 7). Эти элементы позволяют соединять только совместимые разъемы и только в правильной полярности. При этом разъем обеспечивает тактильную обратную связь, указывая оператору на ошибку сопряжения и помогая выбрать ориентацию.

Рис. 7. Поляризация и ключи контактов

Рис. 7. Поляризация и ключи контактов

Разъемы семейства Fit отлиты из высокотемпературных жидкокристаллических полимеров и способны выдерживать температуру до 260°С. Это позволяет монтировать их методом оплавления.

Все разъемы Fit проходят тест Glow Wire и соответствуют пожаробезопасности по стандарту UL 94V-0.

Уникальные особенности разъемов Fit:

  • в соединении множество точек электрических контактов, что дает повышенный максимальный ток;
  • контакты полностью изолированы друг от друга диэлектрическими перемычками, что обеспечивает высокое рабочее напряжение;
  • защита от неверной коммутации, обеспечивающая надежность при сборке;
  • принудительная фиксация, обеспечивающая надежность при сборке и эксплуатации;
  • высокотемпературный пластик, гарантирующий автоматизированный монтаж и пожаробезопасность.

Mini50

Рассматривая разъемы Molex, трудно обойти вниманием направление, в котором производитель занимает лидирующие позиции в мире. Речь об автомобильной промышленности. В современном автомобилестроении, связанном с повышенным риском для жизни человека, к разъемам и соединителям предъявляются экстремально высокие требования отказоустойчивости при достаточно агрессивных режимах эксплуатации.

Совет по исследованиям в автомобильной промышленности США – United States Council for Automotive Research (USCAR) – занимается сертификацией в автомобильной отрасли и устанавливает стандарты. Для увеличения плотности соединений и числа цепей USCAR разработал новую спецификацию соединительных систем USCAR 050. На основе этой спецификации компания Molex создала серию миниатюрных разъемов Mini50 с контактами размером 2,0 мм (рисунок 8).

Рис. 8. Двухконтактный разъем Mini50: вилка и розетка

Рис. 8. Двухконтактный разъем Mini50: вилка и розетка

Разъемы системы Mini50 предлагают почти в два раза меньшие габариты соединения, чем классические разъемы USCAR 0.64mm (.025″) при такой же и даже лучшей надежности (рисунок 9).

Рис. 9. Сравнение классических разъемов USCAR с разъемами Molex Mini50

Рис. 9. Сравнение классических разъемов USCAR с разъемами Molex Mini50

Меньшие габариты Mini50 позволяют использовать провода меньшего сечения по сравнению с традиционными клеммными системами 0,64 мм. Таким образом достигается меньший общий вес жгута проводов, в результате экономятся средства и повышается удобство прокладки.

Основные достоинства разъемов Molex Mini50:

  • в серии присутствуют герметичные представители с защитой от влаги и пыли класса IPX8;
  • в серии представлены разъемы круглой формы, позволяющие прокладывать жгуты в отверстия;
  • есть функции выравнивания и удержания на плате, обеспечивающие простоту установки разъема на печатную плату и фиксацию во время пайки;
  • высокотемпературный пластик выдерживает обработку инфракрасным светом (IR) и бессвинцовым припоем согласно спецификации Molex ES-40000-5013, максимальная температура составляет 260°C;
  • различные варианты поляризации: три дискретных механических ключа, широкая цветовая гамма;
  • дополнительная функция вторичной фиксации соединения (Independent Secondary Lock, ISL) резко повышает надежность соединения. Для снижения стоимости фиксатор отлит в корпусе розетки как единое целое.

Несмотря на то, что разъемы этой серии предназначены для автотранспорта, они находят применение и в бытовой технике, в которой также присутствуют высокие вибрации и перепады температур, например, в стиральных, посудомоечных или сушильных машинах.

ВЧ-разъемы

Molex – один из ведущих мировых поставщиков широкого спектра стандартных и нестандартных ВЧ- и СВЧ-разъемов, кабельных сборок и уникальных решений для современных приложений высокочастотного диапазона. Разъемы ВЧ Molex работают на частотах до 65 ГГц. Главным образом продукция ориентирована на рынок телекоммуникационного оборудования, медицинских и измерительных приборов, автомобильной промышленности. Разъемы соответствуют отраслевым стандартам MIL-STD-348, DIN, IEC и CECC.

Компания предлагает более 90 видов и конфигураций радиочастотных разъемов, в том числе ультрамикроминиатюрные, микроминиатюрные, миниатюрные, средние и крупные. На рисунке 10 показана классификация разъемов, а в таблице 2 перечислены особенности каждого семейства.

Рис. 10. Классификация типов ВЧ-разъемов

Рис. 10. Классификация типов ВЧ-разъемов

Таблица 2. Сравнительные характеристики семейств ВЧ-разъемов

Тип Серия Диапазон, ГГц Особенности
Ultra-Microminiature MCRF 6 Минимальное пространство на печатной плате, очень низкий профиль, штекер для монтажа на кабель доступен в виде сборки
SSMCX 6 Минимальная площадь на печатной плате, механическая фиксация, обеспечивающая надежное соединение разъемов и предотвращающая случайный разрыв
Microminiature MMCX 6 Микроминиатюрный корпус, защелкивающаяся муфта, сокращающая время монтажа
MCX 6 Защелкивающаяся муфта, сокращающая время монтажа, версии разъемов для 50 и 75 Ом
SMPM 65 На 30% меньшая, чем у SMP, возможность соединения «вслепую», благодаря самовыравниванию разъем подходит для соединений «плата-плата»
Subminiature SMP 40 Миниатюрный корпус для компактного вертикального сопряжения, соединение со щелчком, разъем подходит для соединения «плата-плата»
DIN 1.0/2.3 10 Двухтактная муфта, обеспечивающая быстрое соединение, пластиковый корпус берет на себя нагрузку в начальный момент соединения, что помогает избежать повреждений при агрессивном подключении
QMA 18 Миниатюрный корпус для компактного вертикального сопряжения, защелкивающаяся муфта, которая выдерживает нагрузку более 60 фунтов (27 кг), совместимость со стандартом QLF (Huber + Suhner)
SMA 26,5 Миниатюрный корпус для компактного вертикального сопряжения, резьбовой соединитель, обеспечивающий надежное соединение в приложениях с интенсивной вибрацией, разъем подходит для медицинских приложений, доступны немагнитные версии
SMB 4 Миниатюрный корпус для компактного вертикального сопряжения, защелкивающаяся муфта, обеспечивающая быструю установку в полевых условиях
BMA 22 Возможность слепого соединения, допускается осевое смещение до 1,27 мм и радиальное до 0,5 мм, миниатюрный корпус, сопоставимый с SMA
Тип F 4 Версии с усилием извлечения контакта >200 г для штифта 0,032″, высокая производительность: лучше, чем -25 дБ на частотах до 1,2 ГГц
FAKRA 4 Корпуса разъемов с цветовой кодировкой и ключом, предотвращающие неправильное соединение, разъемы разработаны для применения в автомобильной телематике и соответствуют спецификациям USCAR
Miniature BNC 4 (12) Соединение типа «байонет», обеспечивающее быстрое сочленение и разъединение, доступность версий, оптимизированных для работы на частотах до 12 ГГц
TNC 11 Резьбовая соединительная гайка, гарантирующая высокую надежность при интенсивной вибрации
Medium Тип N 18 Средний размер разъемов подходит для широкого спектра малых и больших коаксиальных кабелей, надежное резьбовое соединение гарантирует, что разъем не разъединится в приложениях с высокой вибрацией
Large DIN 7/16 7 Малые интермодуляционные искажения дают улучшенную производительность системы, серебряные или триметаллические сплавы обеспечивают высокую проводимость и коррозионную стойкость, а также не являются магнитными, что способствует подавлению интермодуляционных искажений, легкая шестигранная гайка позволяет фиксировать соединение без инструментов

Рассмотрим некоторые соединения подробно.

У российских разработчиков особой популярностью пользуются разъемы SMA (рисунок 11). Это высокопроизводительные миниатюрные соединители для микроволновых частот. Резьбовое соединение обеспечивает равномерный контакт с проводником в ответной части, что позволяет минимизировать отражения и затухание на высоких частотах, давая при этом высокую степень механической прочности и долговечности. Компания Molex предлагает соединители SMA из латуни, бериллиевой меди и нержавеющей стали. Большое разнообразие конструктивов разъемов Molex включает высокопроизводительные оптимизированные разъемы SMA, работающие на частотах до 26,5 ГГц. Они идеально подходят для беспроводных сетей и систем глобального позиционирования.

Рис. 11. Соединения SMA

Рис. 11. Соединения SMA

Для устройств с высокой степенью интеграции, где каждый квадратный миллиметр играет роль, а размеры и вес ограничены, подойдут разъемы типа MMCX (рисунок 12). Эти компактные и легкие разъемы рассчитаны на ВЧ-тракт с импедансом 50 Ом.

Рис. 12. Соединения MMCX

Рис. 12. Соединения MMCX

Механическая стабильность соединения поддерживается с помощью защелкивающегося интерфейса, при этом во внешней ответной части отсутствуют прорези. К типичным областям применения разъемов тип MMCX можно отнести устройства беспроводной связи, телекоммуникации, приемники GPS и различную бытовую электронику. Для медицинских применений, например, аппаратов МРТ, доступны немагнитные версии.

Для сотовых телефонов, гаджетов и других портативных устройств с беспроводным интерфейсом идеально подойдут сверхминиатюрные разъемы типа MCRF (рисунок 13). Профиль соединения «плата-провод» всего 1,8 мм, при этом частота сигнала может достигать 6 ГГц.

Рис. 13. Разъемы MCRF

Рис. 13. Разъемы MCRF

Гнезда разъема поставляются в ленте, адаптированной для автоматизированного поверхностного монтажа. Штекер для монтажа на кабель доступен в виде полной кабельной сборки или в виде сборки со свободным коаксиальным концом.

Разъемы MCRF полностью совместимы с серией u.FL производства компании Hirose Electric Group.

Для передачи потока данных телевидения высокой четкости (HDTV) можно использовать специально адаптированные разъемы привычной серии BNC (рисунок 14). В классическом варианте BNC-разъемы предназначены для работы с частотами до 4 ГГц, но благодаря специальной технологии прецизионной обработки Molex создал массовые разъемы BNC с частотами до 12 ГГц, обеспечивающие наилучшее согласование импеданса.

Рис. 14. Разъемы BNC

Рис. 14. Разъемы BNC

Для СВЧ-приложений с высокой мощностью подойдут разъемы Типа N (рисунок 15). Эти разъемы среднего размера предназначены для соединений прочным гофрированным коаксиальным кабелем. Благодаря резьбовой муфте разъемы обеспечивают надежное соединение даже при интенсивной вибрации. Molex предлагает разъемы типа N со степенью защиты IP68, соответствующей стандартам IEC 60529, что делает эту серию идеальной для использования на открытом воздухе.

Рис. 15. Разъемы СВЧ типа N

Рис. 15. Разъемы СВЧ типа N

Антенны

Для приложений ВЧ и СВЧ Molex, помимо разъемов, выпускает целый спектр готовых антенн. Большинство антенн универсально и подходит для работы в сетях различных стандартов и технологий.

Обзор антенной продукции Molex следует начать с классических штыревых антенн. Штыревые антенны представлены сериями 214415, 212860, 214428 и 214386 (рисунок 16). Для подключения к кабелю или устройству используется соединение типа SMA или MCRF (I-PEX MHF). Антенны предназначены для беспроводных решений в системах автоматизации, телекоммуникаций, интернета вещей (IoT). Работают в диапазонах частотах 2,4 и 5 ГГц. Существует исполнение в белом цвете, что может быть интересно с точки зрения дизайна.

Рис. 16. Штыревые антенны Molex

Рис. 16. Штыревые антенны Molex

Достаточно серьезной технической проблемой является сохранение хороших характеристик согласования и низких потерь при уменьшении габаритов антенны, особенно если речь идет о широкополосном сигнале с высокой скоростью передачи данных.

Сотовые антенны Molex бывают в версии для установки непосредственно на печатную плату с возможностью поверхностного (SMT) монтажа (рисунок 17). Керамические SMT-антенны весьма компактны и имеют низкий профиль – от 1,2 мм – что позволяет удобно располагать их на углах печатной платы портативного устройства.

Рис. 17. Керамическая SMT-антенна для LTE

Рис. 17. Керамическая SMT-антенна для LTE

Частотные диапазоны керамических антенн Molex начинаются с субгигагерцевых частот (617 МГц) и заканчиваются частотами 3,8 ГГц. Несмотря на малые габариты, излучаемая мощность может достигать 2 Вт. Такие антенны главным образом предназначены для работы в сетях GSM 3G и 4G/LTE, но могут быть использованы в различных проприетарных приложениях, в том числе в IoT. Для этих целей Molex рекомендует антенны серий 204774, 206649, 206760, 146200 и 208485.

Для реализации беспроводной персональной сети типа Bluetooth, Wi-Fi, Zigbee можно использовать миниатюрные керамические антенны (рисунок 18). Размер таких антенн – всего несколько миллиметров, частотная полоса для серий 206513 и 47948 составляет 2,4…2,5 ГГц, а для серий 146175, 211964 и 206514 диапазон включает две полосы: 2,4…2,5 ГГц и 5,15…5,85 ГГц.

Рис. 18. Керамические чип-антенны

Рис. 18. Керамические чип-антенны

Одним из перспективных направлений развития антенн для сотовой связи можно считать так называемые гибкие антенны 212570, 207235, 146185, 206994 и другие (рисунок 19). Такие антенны предназначены для работы в телекоммуникационном оборудовании, концентраторах данных интеллектуальных сетей IoT, в различных умных измерительных приборах и счетчиках, в системах охраны и мониторинга.

Рис. 19. Гибкие антенны для GSM 3G и 4G/LTE

Рис. 19. Гибкие антенны для GSM 3G и 4G/LTE

Интересный представитель гибких антенн – это серия 212330 (рисунок 20). Такие антенны имеют четыре порта и предназначены для работы с пространственным кодированием сигнала по технологии MIMO для диапазона 2,4/5 ГГц.

Рис. 20. Гибкая антенна для технологии MIMO

Рис. 20. Гибкая антенна для технологии MIMO

Гибкие антенны производства Molex работают на частотах 698 МГц…6 ГГц, имеют волновое сопротивление 50 Ом и способны излучать мощность до 2 Вт.

Определенный интерес представляют внешние комбинированные антенны серий 206866 и 211297 для работы в сетях LTE, Wi-Fi и GPS (рисунок 21). Такие антенны выпускаются в защищенном корпусе IP66 и предназначены для задач телеметрии и удаленного мониторинга. К устройству такие антенны подключаются с помощью разъемов FAKRA, от цвета разъема зависит тип технологии, так, например, голубой предназначен для GPS, коричневый – для LTE, зеленый – для Wi-Fi. Длина кабелей достигает 3 м.

Рис. 21. Комбинированная LTE/Wi-Fi/GPS-антенна

Рис. 21. Комбинированная LTE/Wi-Fi/GPS-антенна

Держатели карт

Компания Molex предлагает компактные и простые в использовании держатели для карт памяти SD (micro-SD) и SIM-карт (mini-SIM, micro-SIM, nano-SIM). Держатели обеспечивают надежную фиксацию карты, высокую скорость передачи данных, а благодаря малым размерам идеально подойдут для компактных приборов типа сотовых телефонов, смартфонов, терминалов оплаты, элементов бытовой техники и IoT. Для промышленных приложений Molex предоставляет держатели карт с высокой устойчивостью к вибрации и ударам.

Существует несколько способов установки карты в держатель (рисунок 22). Первый и самый простой способ получил название «push-pull»: карта в разъем вставляется нажатием («push»), для того чтобы изъять карту за нее нужно потянуть («pull»). Держатель с простым механизмом «push-pull» занимает мало места на печатной плате, но пользователю не всегда удобно извлекать карту. В более удобной системе«push-push» используется упругость пружины: когда карта вставляется, пружина сжимается и фиксируется специальным рычажком, чтобы извлечь карту, на нее, нужно нажать повторно.

Рис. 22. Держатели карт системы «push-push» (а) и «push-pull» (б)

Рис. 22. Держатели карт системы «push-push» (а) и «push-pull» (б)

Достоинства «push-push»:

  • удобное извлечение карты;
  • низкопрофильная конструкция, обеспечивающая экономию пространства для мобильных и других приложений, где жестко ограничены габариты;
  • надежный датчик обнаружения, который при установке карты замыкается (или размыкается), позволяя легко определить наличие карты в держателе;
  • противоскользящая рамка и направляющие контролируют силы выталкивания карты и обеспечивают плавную вставку и извлечение;
  • механическая поляризация – уникальная конструкция гнезда, предотвращающая неправильную установку карты;
  • наклонные контакты, предотвращающие повреждение контактов при установке и извлечении карты.

Достоинства «push-pull»:

  • простая конструкция без механизма извлечения;
  • стоимость ниже по сравнению с «push-push»;
  • компактный размер и низкий профиль, обеспечивающие малую занимаемую площадь на печатной плате и экономию пространства над держателем;
  • надежный датчик обнаружения, позволяющий легко установить наличие карты в держателе;
  • жесткий контроль компланарности – высокая надежность пайки оплавлением при автоматизированном монтаже.

В системе «Hinge» верхняя крышка откидывается, а после установки карты фиксируется смещением (рисунок 23). Держатели «Hinge» обеспечивают наиболее надежное удержание карты, защищая ее от внешних ударов и вибрации.

Рис. 23. Держатели карт системы «Hinge»

Рис. 23. Держатели карт системы «Hinge»

Достоинства «Hinge»:

  • прочная система блокировки, которая выдерживает высокие вибрации, что делает держатель пригодным для применения в суровых климатических условиях;
  • конструкция шарнирного типа экономит площадь на печатной плате;
  • механическая поляризация, при которой держатель имеет уникальную форму гнезда, предотвращающую неправильную установку карты.

Интерфейсные разъемы 

USB

Появление стандарта USB-C бросило вызов производителям разъемов и кабелей. Нужно было не только нарастить скорость передачи данных более чем в 10 раз по сравнению с USB 2.0, но и в несколько раз увеличить передаваемую мощность. Ответом Molex стало появление широкого ассортимента соединений стандарта USB 3.1 со скоростью до 10 Гбит/с (рисунок 24).

Рис. 24. USB тип-C

Рис. 24. USB тип-C

Ключевые особенности семейства разъемов и кабельных сборок USB типа С Molex:

  • пропускная способность до 10 Гб/с, что позволяет использовать разъемы для USB 3.1 в режиме «SuperSpeed+ 10Gbps»;
  • поддерживается ток до 5 А. Если сравнивать с разъемами micro-USB 2.0, для которых стандартом (USB-IF) определен ток в 1,8 А, то время заряда батареи портативного устройства сокращается более чем в два раза;
  • изоляция между контактами рассчитана на рабочее напряжение, превышающее 20 В. Это обеспечивает совместимость со стандартом USB PowerDelivery и позволяет передавать до 100 Вт мощности в нагрузку;
  • благодаря цельнометаллическому корпусу кабельную вилку легко идентифицировать и отличить от вилок USB другого типа;
  • корпус гнезда выполнен из высокотемпературного нейлона, что увеличивает прочность разъема и уменьшает вероятность короткого замыкания между контактами;
  • форма язычка в средней пластине гнезда обеспечивает высокую надежность, предотвращая повреждение от неправильного обращения с разъемом;
  • 10 000 циклов соединения;
  • разъемы и кабельные сборки USB-C полностью экранированы, это дает надежную защиту от EMI и радиочастотных помех.

Не стоит забывать, что Molex предлагает практически полный набор разъемов всех типов поколения USB 2.0, таких как тип А, тип B и AB. На рисунке 25 показаны лишь некоторые представители серии.

Рис. 25. Классические разъемы USB 2.0

Рис. 25. Классические разъемы USB 2.0

Отдельно отметим герметичную серию Micro-USB с уровнем защиты IP67 (рисунок 26).

Главным образом серия предназначена для защиты дорогостоящих смартфонов. Специальная вставка по периметру разъема обеспечивает герметичность и усиленное удержание терминала в корпусе прибора. Разъем хорошо выдерживает чрезмерное усилие при соединении с кабелем, распределяя нагрузку между печатной платой и корпусом устройства и, в общем случае, позволяет выполнить до 10 000 циклов подключения без потери прочности и качества контакта.

Рис. 26. Серия водонепроницаемых разъемов Micro-USB

Рис. 26. Серия водонепроницаемых разъемов Micro-USB

Так как помимо передачи информации в портативных приборах через разъем USB происходит зарядка устройства, то этот разъем должен обеспечивать значительный ток. Благодаря более широким контактам и золотому напылению разъемы этой серии позволяют пропускать ток до 2 А.

Если требуется защищенное соединение для промышленной электроники, то стоит обратить внимание на серию промышленных разъемов USB (рисунок 27).

Рис. 27. Герметичные промышленные USB-решения

Рис. 27. Герметичные промышленные USB-решения

D-Sub

Помимо USB в промышленности широко применяются разъемы типа D-sub. Свое название разъем получил от английского «subminiature» и внешнего вида, напоминающего букву «D». На заре компьютерной техники такие разъемы действительно казались миниатюрными, но в настоящее время соединения D-sub кажутся громоздкими по сравнению с теми же USB. Несмотря на это, D-sub обрели второе рождение и де-факто надолго стали стандартом в промышленной технике, медицине и телекоммуникационном оборудовании.

История разъемов D-sub начинается в 1952 году, когда компания ITT Cannon представила миру соединения нового формата. Компания установила стандарт плотности размещения контактов в разъеме и ввела буквенные обозначения для экрана, определяющих максимальное число контактов стандартной плотности размещения, помещающихся в нем: A = 15, B = 25, C = 37, D = 50, E = 9 контактов. В 2013 году Molex приобрел немецкую компанию FCT – одного из крупнейших производителей D-Sub-разъемов в мире. В настоящее время Molex предлагает потребителю широкую номенклатуру коннекторов и кабельных сборок D-Sub. В линейку продуктов входят:

  • классические разъемы обычной плотности;
  • разъемы высокой плотности, позволяющие в том же размере экрана разместить большее число контактов;
  • гибридные разъемы, включающие в себя, помимо обычных линий, линии питания и ВЧ-соединения;
  • корпуса для разъемов, контакты и различные аксессуары и комплектующие.

Для каждой серии можно выбрать разъем как в пластиковом, так и в металлическом корпусе из обычной и нержавеющей стали, латуни, в том числе доступны водонепроницаемые исполнения с классом защиты IP67. Для особых задач есть разъемы, выполненные из немагнитных материалов.

Все контакты разъемов проходят специальную механическую обработку для точного согласования соединения «штырь-гнездо», благодаря чему обеспечивается повышенная прочность по сравнению со штампованными контактами. Можно подобрать разъемы с различной толщиной золочения.

На рисунке 28 показаны примеры разъемов стандартной плотности. Доступны разъемы на 9, 15, 25, 37 или 50 контактов. Каждый контакт рассчитан на ток до 7,5 А.

Рис. 28. Разъемы D-sub стандартной плотности

Рис. 28. Разъемы D-sub стандартной плотности

На рисунке 29 показаны примеры разъемов высокой плотности. При уменьшении размера контактов и шага между ними стало возможным увеличить число контактов в прежнем объеме. Доступны разъемы на 15, 26, 44, 62 или 78 контактов. Каждый контакт рассчитан на ток до 5,0 А.

Рис. 29. Разъемы D-sub высокой плотности

Рис. 29. Разъемы D-sub высокой плотности

В приложениях, где требуется передать достаточно высокую мощность, можно использовать гибридные разъемы D-sub со специальной контактной группой (рисунок 30). Для надежного низкоомного соединения такие контакты проходят прецизионную механическую обработку. Максимальный ток может достигать 40 А.

Рис. 30. Гибридные разъемы D-sub с контактами для передачи мощности

Рис. 30. Гибридные разъемы D-sub с контактами для передачи мощности

В телекоммуникационном оборудовании можно использовать гибридные разъемы с ВЧ-контактами под коаксиал (рисунок 31). В серии доступны версии с волновым сопротивлением 50 и 75 Ом.

Рис. 31. Гибридный разъем D-sub с высокочастотными контактами

Рис. 31. Гибридный разъем D-sub с высокочастотными контактами

Помимо самих разъемов, Molex предлагает разнообразные кабельные сборки и аксессуары для D-sub, например, защитные колпачки, кронштейны, защелки, крепления для монтажа на панель и другие сопутствующие элементы.

Межплатные разъемы SlimStack

В приборах с высокой плотностью монтажа, а особенно в портативной технике отличным решением для межплатных соединений могут стать разъемы Molex серии SlimStack (рисунок 32).

Рис. 32. Соединитель SlimStack

Рис. 32. Соединитель SlimStack

Серия включает в себя разъемы различных габаритов, начиная с миниатюрных с шагом контактов 0,35 мм и до крупных, рассчитанных на большой ток с шагом контактов до 2 мм.

Разъемы серии главном образом предназначены для передачи цифрового сигнала. Флагманские решения (серии с шагом контактов 0,35 мм) способны работать на частотах до 20 ГГц и пропускать цифровой поток со скоростью до 40 Гбит/с. Это позволяет использовать разъемы для интерфейсов MIPI D-PHY, MIPI M-PHY, USB 3.1 поколения 2, HDMI 2.0, Serial ATA 3.0, PCI Express 3.0. В зависимости от потребностей цифрового интерфейса можно подобрать разъем с контактами общим числом 3…240.

Для передачи питания с платы на плату существуют гибридные версии разъемов, где, помимо сигнальных линий, используются специальные выделенные силовые контакты (рисунок 33).

Рис. 33. Силовые контакты SlimStack

Рис. 33. Силовые контакты SlimStack

В сериях с шагом 0,35 мм такие контакты гарантируют ток до 3 А, а в сериях с шагом 0,45 мм есть варианты с током 11 А (серии 2074xx).

Основная проблема межплатных соединений – необходимость точного позиционирования плат относительно друг друга. Благодаря гибким контактам, разъемы SlimStack допускают значительное смещение при соединении (рисунок 34).

Рис. 34. Гибкие контакты и ошибка позиционирования SlimStack

Рис. 34. Гибкие контакты и ошибка позиционирования SlimStack

Достоинства межплатных соединителей Molex SlimStack:

  • маленький корпус и низкий профиль, позволяющие экономить место и дающие высокую гибкость конструкции печатной платы;
  • широкий выбор вариаций высоты и числа контактов;
  • наличие силовых контактов для передачи питания с платы на плату (до 11 А);
  • конструкция двойного контакта, обеспечивающая электрическую и механическую надежность;
  • направляющие выравнивания, помогающие легкому соединению, даже если между платами есть небольшой сдвиг;
  • контактные замки, при соединении издающие хорошо слышимый щелчок, дающий обратную связь с оператором.

Это лишь беглый взгляд на наиболее стандартные серии продукции Molex.

Заключение

Среди инженеров известна старая шутка, что электроника – это наука о плохих контактах. Существуют две основные неисправности: нет контакта там, где он должен быть, и есть контакт там, где его быть не должно. Благодаря таким производителям как Molex, шутка теряет актуальность. Современные соединения по надежности не уступают другим электронным компонентам. А общая тенденция к миниатюризации техники вкупе с увеличением объема и скорости передачи данных делает «науку о контактах» действительно наукой. Разъемы и контакты стали прецизионными и высокотехнологичными изделиями.

Там, где идет речь о высокой частоте, скорости, миниатюризации и надежности, как правило, невозможно найти бюджетный аналог фирменных соединителей. В таких приложениях допустимо использовать продукцию только проверенных производителей, и Molex здесь среди первых. Помимо этого, за счет оптимизации производства и гибкой ценовой политики, продукция Molex успешно конкурирует и в области более стандартных простых соединений, что редкость для крупного производителя.

В начале 2019 года компании КОМПЭЛ и Molex заключили соглашение о дистрибьюции на территории Российской Федерации. Это поможет продукции Molex стать еще ближе к отечественному производителю. Складская программа позволит разработчикам и небольшим производствам получать наиболее стандартные серии продуктов в самые короткие сроки. Кроме того, официальный статус дистрибьютора позволяет КОМПЭЛу предоставлять интересующие образцы продукции отечественным разработчикам, получать проектные цены и техподдержку непосредственно у производителя.

•••

Наши информационные каналы

О компании Molex

Molex (дочерняя компания Koch Industries) – всемирно признанный поставщик электронных решений для систем передачи данных, бытовой электроники, промышленной, автомобильной, коммерческой, медицинской техники и других отраслей. Девиз компании: “Вместе мы воплотим ваши идеи в жизнь (Together, we can turn your vision into reality)”. Обладая более чем 75-летним опытом, Molex органично соединяет компетенции инженеров, проектировщиков и производственные мощности для обеспечения регулярного вывода ...читать далее

Товары
Наименование
47491-0001 (MOL)
0732511355 (MOL)
1727040073 (MOL)
0522070633 (MOL)
0436450300 (MOL)
0039012081 (MOL)
2039560201 (MOL)
1040310811 (MOL)
0473882001 (MOL)
473882001 (MOL)
502570-0893 (MOL)