來源：Digi-Key
作者：Jeff Smoot 是 CUI Devices 應(yīng)用工程和運(yùn)動控制部門副總裁

圓形連接器包含多個用于傳輸電源、信號或數(shù)據(jù)的針腳或觸點(diǎn)，是一類可承受各種惡劣環(huán)境且具有不同尺寸的圓柱形電氣部件。這類連接器也被稱為圓形互連器件，圓形結(jié)構(gòu)使其更加堅固耐用，更能防振和防沖擊，抵御外部信號或干擾，阻止環(huán)境污染物侵入以及耐受極端的壓力或溫度。

(資料圖)

由于圓形連接器和電纜在這些極端條件下具有高性能，因此在工業(yè)和工廠自動化應(yīng)用、醫(yī)療設(shè)備、安全和國防、航空航天等方面應(yīng)用廣泛。圓形連接器類型豐富，從標(biāo)準(zhǔn)圓形連接器到 DIN、公制、密封、推拉、鍵控、混合信號以及微型或微小型版本。此外，還提供混合型選擇，將電源、信號和數(shù)據(jù)集中在一個器件中。本文將主要關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)圓形連接器和電纜，包括其基本結(jié)構(gòu)、名稱和代碼、選擇標(biāo)準(zhǔn)等。

圓形連接器的結(jié)構(gòu)

由于其圓柱形狀，圓形連接器比任何其他形狀的連接器都具有更高的“強(qiáng)度重量”比。如上所述，更大的強(qiáng)度使圓形連接器更能抵抗沖擊破壞、外部因素和連接斷開，同時使其在配接操作頻繁的應(yīng)用中更經(jīng)久耐用。

內(nèi)部觸點(diǎn)數(shù)量及其布局因連接器和應(yīng)用類型而異，這樣可以確保正確對齊并插入兼容的配接設(shè)備。圓形連接器的外殼通常采用螺紋結(jié)構(gòu)，可以在振動或其他因素有可能導(dǎo)致連接意外斷開時提供更可靠的螺紋連接。其他類型的連接系統(tǒng)包括卡口鎖定、推/拉鎖定和扣鎖。

從更高層面看，每個圓形連接器有四個部分組成（圖 1 和圖 2）。

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圖 1：母頭圓形連接器的基本結(jié)構(gòu)。（圖片來源：CUI Devices）

· 觸點(diǎn)：連接器中用于形成電氣連接的內(nèi)部針腳和插座。一個配接對由公觸點(diǎn)和母插座組成。
· 絕緣體：該組件用于封裝觸點(diǎn)，在觸點(diǎn)之間以及觸點(diǎn)與連接器外殼之間形成絕緣。絕緣體還確定了適當(dāng)?shù)挠|點(diǎn)間距，并將觸點(diǎn)固定在正確的位置。
· 外殼：作為連接器的外罩，外殼用來保護(hù)觸點(diǎn)和絕緣體，同時為連接器的兩個配對部分的配接提供對準(zhǔn)和連接機(jī)制。
· 附件：這些附件包括引腳、鍵銷、環(huán)、夾子、墊片以及用于導(dǎo)引、固定、定位和密封連接器部件的其他部件。

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圖 2：公頭圓形連接器的基本結(jié)構(gòu)。（圖片來源：CUI Devices）

常見的圓形連接器名稱和代碼

最廣為人知的圓形連接器類型也許是標(biāo)準(zhǔn)的 M 型，這類連接器用于連接工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的傳感器和致動器。“M”能夠簡單地表示聯(lián)接螺母和配接插座上的公制螺紋尺寸，提供常見的 M5（5 mm 直徑緊固件）、M8（8 mm）和 M12（12 mm）連接器類型。M12 圓形連接器和電纜是最常見的類型，這點(diǎn)毫無爭議，因為這種連接器是汽車行業(yè)的全球標(biāo)準(zhǔn)。

總的來說，M 型連接器進(jìn)一步分細(xì)分為多個類別，定義了觸點(diǎn)本體的鍵合和形狀，以確保配接正確。具體的名稱和代碼的定義如下（圖 3）：

A - 用于傳感器、DC 電源和 1 Gb 以太網(wǎng)（連接計算機(jī)系統(tǒng)以形成網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議）的連接器。
B - 現(xiàn)場總線（用于分布式控制的工業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）和 Profibus（提供現(xiàn)場傳感器和控制系統(tǒng)之間通信的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)）的連接器。
C - 具有雙鍵槽的連接器，可增加安全性，用于向傳感器和執(zhí)行器提供交流電源。
D - 用于 100 Mb 以太網(wǎng)和 Profinet（控制器和設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議）系統(tǒng)的連接器。
X - 用于10 Gb 以太網(wǎng)高速應(yīng)用以及以太網(wǎng)供電 (PoE) 的連接器。
S - 交流電連接器（替代 C 編碼部件）。
T - 用于直流電連接器（替代 A - 編碼部件）。

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圖 3：M 型連接器的各種接口選項總覽。（圖片來源：CUI Devices）

圓形連接器的選擇標(biāo)準(zhǔn)

在為某個設(shè)計選擇圓形連接器和/或電纜時，我們要面對一張幾乎是無窮盡的規(guī)格和注意事項清單。除了確定圓形塑料連接器 (CPC) 和圓形金屬外殼連接器 (CMC) 哪一種更合適之外，還需考慮一個相對全面的參數(shù)清單。

· 性別（公/母）：公頭端包含了插入母頭插座的觸針（圖 4 和圖 5）。大多數(shù)插頭和插座的設(shè)計都是為了在其品牌或制造商產(chǎn)品內(nèi)部進(jìn)行匹配。不同制造商的連接器通常不能相互連接，因此在一般情況下，連接器以成對方式采購。

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圖 4：公頭和母頭圓形連接器的配接圖。（圖片來源：CUI Devices）

· 觸點(diǎn)數(shù)量：連接器中傳輸信號、數(shù)據(jù)或電源所需的導(dǎo)電針腳的數(shù)量。觸點(diǎn)數(shù)量可以從 1 到數(shù)百不等。
· 端接：電線或電纜與連接器的導(dǎo)電觸點(diǎn)的配接方式，包括焊接、繞線、接線片或壓接。
· 觸點(diǎn)大小：各個觸點(diǎn)的直徑或能與每個觸點(diǎn)相配接的電線規(guī)格。
· 額定電壓和電流： 以 V 為單位的最大電壓，或以 A 為單位的最大電流，即連接器的設(shè)計承載電流。
· 插入頻次：連接器的連接和斷開的頻次。連接頻次也被稱為配接周期，可能需要更堅固耐用的連接器或電纜保護(hù)附件。
· 安裝方式：常見的安裝方式包括電纜安裝、面板安裝或表面貼裝。
· 聯(lián)接或鎖定方式：連接器的可靠配接方式，可包括卡口式、閂鎖式、推拉式、螺紋式和快斷開式。
· 底殼類型：通過螺紋與圓形連接器的電纜側(cè)連接來可靠地支撐電纜；底殼類型包括直式、直角式、辮尾式、彈簧式、防拉線扣式、密封式和壓接式。
· 所用材料：根據(jù)設(shè)計要求和預(yù)算，連接器主體常用的材料包括不銹鋼、鋁、塑料、復(fù)合材料或黃銅。
· 侵入防護(hù) ： IP 等級由 IEC 60529 標(biāo)準(zhǔn)定義，具體包括防止固體和液體進(jìn)入連接器主體的保護(hù)。ANSI 60529 涵蓋了美國的 IP，而 EN 60529 則涵蓋了歐洲的 IP。
· 插頭和插座：沒有標(biāo)準(zhǔn)的命名慣例，因此不同的制造商可能使用不同的術(shù)語，但通常插座和插孔與面板安裝式圓形連接器有關(guān)，而插頭與圓形連接器的電纜組件有關(guān)。

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圖 5：如何指定不同性別的插孔和插頭（圖片來源：CUI Devices）。

結(jié)語

連接器是否會暴露在環(huán)境污染物中或遭受浸泡？連接器是否需要 EMI 或 RFI 信號保護(hù)？連接器是否會遭受過大振動或頻繁的撞擊？回答這些問題將有助于確定所需的質(zhì)量、功能和配件，但無論如何，在應(yīng)對惡劣的應(yīng)用條件時，圓形連接器已被證實(shí)是一種安全可靠、堅固耐用的互連解決方案。CUI Devices 提供各種各樣的圓形連接器和圓形電纜組件，能夠直接應(yīng)對這些設(shè)計挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞： 圓形連接器 基本結(jié)構(gòu) 堅固耐用的 環(huán)境污染物