Priemyselné a výkonové konektory

Priemyselné a výkonové konektory
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  127 zobrazení
2
 0
IoT Technológie, priemysel a automatizácia
   

Konektory sú mimoriadne dôležitou súčasťou takmer každého elektronického systému a ich verzie pre priemyselné a energetické aplikácie predstavujú predvoj technickej vyspelosti. Bez ohľadu na aplikáciu konektory sledujú všeobecné zmeny v samotnej elektronike, t. j. rastúcu miniaturizáciu zariadení vrátane zariadení s vysokým výkonom. Čoraz viac aplikácií má modulárnu konštrukciu, kde sa funkčné bloky kombinujú v jednom puzdre pomocou prispôsobených prepojovacích komponentov. Jednoduchšia montáž a demontáž zabezpečená logickým rozdelením aplikácie na časti, početné systémy rýchleho pripojenia nevyžadujúce žiadne nástroje - to už nie je módny výstrelok, ale hmatateľné úspory pri servise, údržbe, inštalácii, modernizácii. Na to sú potrebné spoľahlivé spojovacie prvky.

Úloha technickej podpory

V prostredí, kde je ponuka konektorov veľmi široká, máme desiatky (ak nie stovky) výrobcov, značiek, sortimentov, je pri výbere výrobku rozhodujúca kompetentná technická podpora. Namiesto prehrabávania sa v desiatkach webových stránok, predajných platforiem je často jednoduchšie a rýchlejšie opýtať sa odborníka po telefóne, čo by odporučil pre konkrétnu aplikáciu. Prenechať problém výberu konektora špecialistovi pracujúcemu v distribučnej sieti alebo zástupcom výrobcu má okrem technických aspektov zmysel aj z hľadiska dostupnosti komponentu, či sa dá vybrať pre nové projekty a bude sa vyrábať dlhšie obdobie, či je obľúbený a objednáva si ho veľa zákazníkov a z ďalších podobných dôvodov. Obľúbený konektor, ktorý si objednalo veľa spoločností, je zvyčajne dostupný z rezervy miestnych zásob, a tak poskytuje nízke riziko.

Výber konektora pre aplikáciu si vyžaduje aj podporu zo strany IT mechanizmov v predajných platformách. Parametrické vyhľadávače sa neustále rozširujú a umožňujú výber produktov podľa čoraz väčšieho počtu kritérií, ako je značka, typ, raster, počet pinov, nosnosť alebo montáž. Počet polí, ktoré možno zaškrtnúť a obmedziť tak počet výsledkov od popredných dodávateľov, sa z roka na rok zvyšuje a je veľmi dobré, že sa tak deje. Keďže ponuky sa počítajú na tisíce, neexistuje iný spôsob, ako zabrániť tomu, aby sa hľadanie súčiastky zmenilo na časovo náročnú nočnú moru.

V praxi je však vždy na výber príliš málo parametrov a v ponuke je čoraz viac komponentov. Preto by rozšírenie možností výberu nielen o ďalšie parametre, ale aj o možnosti, ako sú súbory požiadaviek, rozsahy od-do, ekvivalentné komponenty iných značiek atď. Je potrebné zaviesť mechanizmy, ktoré navrhnú kompatibilné príslušenstvo a komponenty na spárovanie, ako sú kolíky, samec na samicu, dostupné zodpovedajúce puzdrá atď. Parametrické vyhľadávanie by malo ďalej zahŕňať dostupnosť, obľúbenosť, cenovú triedu, pretože, ako vieme, vždy výber výrobku nejako súvisí s cenou.

Nie je to jednoduchá úloha, pravdepodobne nákladná a prácna, preto je zmena taká evolučná. Možno umelá inteligencia prinesie prelom a čoskoro budeme môcť vyberať konektory s využitím schopností chatbotov. To je niečo, čo svet distribúcie ešte len čaká, ale je isté, že je to len otázka času. Možnosť požiadať bota, aby prešiel všetky dátové listy a navrhol niečo vhodné, v nasledujúcich rokoch úplne zmení technickú podporu a pravdepodobne povedie k úplnému preformátovaniu problematiky.

Náhrady - problém narastá

Falšované, lacné náhrady značkových riešení boli na trhu s elektronickými komponentmi vždy, ale faktom je, že ich potenciál sa neustále mení. V minulosti, keď boli značkové konektory oveľa drahšie ako náhrady, bolo postavenie náhrad, merané ich vplyvom na trhové vzťahy, pomerne veľké. Potom, ako čas plynul a trh dozrieval, náhrady postupne strácali na význame, pretože cenové rozdiely medzi značkovými výrobkami a ostatnými prestali byť obrovské a zároveň požiadavky zákazníkov z hľadiska kvality, požadovanej technickej podpory, certifikácie a podobných otázok začali vychyľovať rovnováhu výberu smerom k výrobkom od známych výrobcov.

Náhrada nie je vždy produkt s negatívnym kontextom, pretože nie všetky aplikácie pracujú na hranici možností použitých komponentov a mnohým postačia takzvané produkty strednej triedy. Preto sa môže ukázať, že ísť mimo škatuľky je prospešné. Na druhej strane to však predstavuje aj určité riziko. Vždy sa totiž môže ukázať, že kvalita alternatívnych komponentov nemusí byť vždy uspokojivá.

V súčasnosti zaznamenávame ďalší nárast záujmu o náhrady, ktorý tentoraz však nesúvisí s cenou, ale skôr so zníženou dostupnosťou konektorov na trhu. Bohužiaľ, na mnohé typy konektorov sa čaká pomerne dlho, čo spôsobuje značné problémy mnohým projektovým zákazníkom. Keď potrebný komponent nie je k dispozícii, musia buď prepracovať projekt na niečo iné, čo sa im podarilo kúpiť, alebo hľadať konektor mimo autorizovaných predajných kanálov, ako sú sprostredkovatelia, čínski dodávatelia, alebo aj aukčné platformy. V takomto momente sa zákazníci pozerajú aj na ponuku trhu ako celku, idú mimo vyšliapaných ciest a zdrojov a podobné výrobky sa zdajú byť akýmsi riešením problémov. Tento proces pre trh prináša mnohé zmeny, k lepšiemu ale aj k horšiemu. Začnime teda najskôr výhodami.

Samozrejme, keď sú podmienky na trhu stabilné a neexistujú žiadne veľké problémy s dodávkami, kupujúci konektorov majú tendenciu vyberať si osvedčené riešenia a dodávateľov, s ktorými už predtým spolupracovali, a výrobky, ktoré im nespôsobovali žiadne technické problémy. Táto situácia tak vytvára prostredie, ktoré sa len veľmi ťažko mení a v ktorom je zavedenie technickej novinky, alebo nadviazanie spolupráce s iným dodávateľom, len veľmi zriedkavé. Konzervatívny trh má nepochybne mnoho výhod, ale dynamický rozvoj medzi ne určite nepatrí. Nedostatočná dostupnosť komponentov preto núti zákazníkov hľadať adekvátne náhrady, čím sa zvyšuje záujem aj o nezvyčajné riešenia a o neoverených dodávateľov. V takejto situácii je pre nich oveľa jednoduchšie preraziť, získať nový kontakty a ponúknuť niečo nové a odlišné, s čím by v minulosti nemali veľkú šancu.

Náhradou nemusí byť vždy produkt s negatívnym kontextom, pretože nie všetky aplikácie pracujú na hranici možností použitých komponentov a mnohým postačia takzvané produkty strednej triedy. Preto môže byť výhodné ísť mimo zaužívaných zvyklostí. Na druhej strane to však predstavuje aj určité riziko. Vždy satotiž môže ukázať, že kvalita alternatívnych komponentov nie je uspokojivá. Týka sa to napríklad odolnosti použitých plastov, pružnosti kovov, kontaktných náterov, presnosti výroby a tolerancií uloženia komponentov. Rozhodovanie preto určite nie je jednoduché.

Dlhé dodacie lehoty

V prípade konektorov sú dlhé dodacie lehoty dôsledkom viacerých javov vrátane obmedzenej dostupnosti materiálov na ich výrobu, ako aj zvýšeného dopytu na trhu. Vysokovýkonové verzie sa používajú v mnohých nových aplikáciách, ako je elektromobilita, aplikácie obnoviteľných zdrojov energie (tepelné čerpadlá, striedače, skladovanie energie a nabíjacie stanice pre elektromobily), teda v oblastiach, v ktorých sa dopyt v posledných dvoch rokoch výrazne zvýšil. Tieto komponenty sú tiež dôležitou súčasťou priemyselných, vojenských riešení, ktoré tiež rýchlo rastú. Výsledkom zvýšeného dopytu je nedostatok, ktorý sa nemusí nevyhnutne týkať všetkých typov a značiek, ale bohužiaľ núti výrobcov k veľkému úsiliu vo vývoji a výrobe.

Ponuka konektorov na trhu je obrovská a počet sérií, značiek a typov sa dá pravdepodobne počítať na tisíce. Výrobcovia ich nemôžu vyrábať všetky naraz a musia starostlivo plánovať zaťaženie výrobných strojov, aby mohli obsluhovať podpísané dodávateľské zmluvy, plniť veľké objednávky od kľúčových zákazníkov, byť schopní plniť objednávky od distribútorov atď. Nie je možné zlepšiť úroveň zásob všetkých položiek, preto aj keď sa dostupnosť zlepší, nemusí sa to nevyhnutne týkať všetkých položiek. Je pravdepodobnejšie, že sa to bude týkať tých, ktoré si objednávajú veľké podniky, alebo tých, ktoré nevyžadujú špeciálny vstup materiálu atď.

Žiaľ, takéto podmienky upevňujú konzervatívny charakter trhu s konektormi a použitie menej obľúbenej súčiastky vo výrobku môže priniesť problémy.

Rastúci význam špecializácie

Trh s konektormi sa mení smerom k zvyšujúcim sa požiadavkám zákazníkov a rastúcej špecializácii týchto komponentov, zvyšujúcemu sa podielu verzií vyrobených podľa individuálnych špecifikácií (riešenia na mieru). Je to dôsledok toho, že elektronické zariadenia sa zmenšujú, majú väčší výkon a sú integrované do systémov vo väčšej miere ako v minulosti. Za takýchto okolností môže použitie konektora a vlastností špecifických pre danú aplikáciu pomôcť dosiahnuť sofistikované technické parametre, priniesť úsporu miesta, nižšie náklady a pohodlie pri inštalácii.

Prispôsobenie výkonu sa netýka len elektrických parametrov. Ide aj o typ špecifickej mechanickej úpravy, ako je usporiadanie a typ kolíkov, krytie kontaktov, tesnenie, elektromagnetická ochrana, montáž káblov a dokonca aj farba. Farba sa používa na kódovanie informácií, ako je vstup/výstup (červená/zelená), na spárovanie zástrčiek so zásuvkami atď. Kastomizácia konektorov zahŕňa aj kódovanie, t. j. mechanickú konštrukciu zástrčky a zásuvky tak, aby nebolo možné urobiť chybu a nainštalovať ju na nesprávne miesto. Na výrobu konektorov so špecifickými vlastnosťami výrobcovia vyvíjajú modulárne systémy, ktoré pozostávajú zo súboru dielov, ako sú kontaktné polia, komponenty puzdra, ako aj príslušenstvo, napríklad tesnenia, upevnenie káblov, tienenie, upevňovacie prvky na zabránenie rozpojenia.

Miniaturizácia

Jedným z najdôležitejších trendov je určite miniaturizácia. Pre výrobcov predstavuje mnoho problémov v dôsledku potreby zabezpečiť vysokú nosnosť konektorov s malými rozmermi kontaktov a potreby dosiahnuť mechanickú a elektrickú stabilitu spojenia počas dlhého obdobia. Vysoká nosnosť pri malých rozmeroch sa zabezpečuje vhodnou konštrukciou kontaktov, ktorá poskytuje rovnomerný a silný prítlak na malej ploche, a nátermi odolnými proti opotrebovaniu, ktoré minimalizujú odpor spoja, a tým aj tvorbu tepla. Dobrý výkon zabezpečujú aj mechanicky odolné plasty, ktoré sa vyznačujú vysokou mechanickou stabilitou konštrukcie a vysokou presnosťou výroby, čo umožňuje presné osadenie komponentov. Vplyvom miniaturizácie sa zvyšuje aj nosnosť kontaktov pri rovnakých rozmeroch. Na trhu sú dostupné prvky s kontaktnými prúdmi stoviek ampérov, a to aj vo verziách pre montáž na dosku plošných spojov.

Kvalita je vždy kľúčom k trhu

Rovnako ako pri mnohých iných elektronických komponentoch, aj v konektorovom priemysle je heslom kvalita, a čo je dôležitejšie, ako ju dosiahnuť pri čo najnižších nákladoch. V zásade to platí pre všetky aspekty návrhu a výroby produktov, ale v oblasti výkonových konektorov je tento trend obzvlášť dôležitý z dôvodov bezpečnosti a životnosti. Tento záujem o kvalitu je zrejmý už približne desať rokov a je výsledkom viacerých faktorov: rastúceho objemu zahraničného obchodu, vysokého potenciálu služieb EMS v mene zahraničných partnerov a významu priemyselného sektora. Kvalita je pre domácich podnikateľov aj spôsobom koexistencie s trhovými gigantmi a v istom zmysle pridanou hodnotou špecializovanej výroby. V prípade predmetných konektorov je to obzvlášť dôležité, pretože ide často o komponenty, ktoré zohrávajú kritickú konštrukčnú úlohu a ich porucha znamená nielen úplnú nefunkčnosť, ale aj nebezpečenstvo (požiar, ochrnutie, popáleniny).

Prílev nekvalitnej ázijskej výroby už roky nedáva spávať distribútorom renomovaných výrobkov a obmedzuje marketingové úsilie na usilovnú osvetu zákazníkov. Pokiaľ boli na trhu ťažké časy, nebola to ľahká úloha, ale v posledných rokoch sa informovanosť zákazníkov citeľne zlepšila a odtiaľ pramení zvýšený záujem o kvalitu. Okrem toho je to aj výsledok toho, že pôvodný veľký rozdiel medzi vysokými cenami popredných značiek a lacnými čínskymi výrobkami sa teraz výrazne zmenšil a už nevytvára priepasť.

Aké typy obsahujú výkonové konektory?

Výkonové konektory sú zvyčajne verzie kábel-kabel alebo kábel-panel, kde je jedna časť pripojená ku krytu. Puzdro môže byť okrúhle alebo obdĺžnikové z kovu a plastu, môže obsahovať rôzny počet kolíkov a rastrov a mať rôznu nosnosť, ako aj spôsob montáže kábla. Tieto komponenty sú k dispozícii v rovných a šikmých verziách, Možno povedať, že na trhu je možné zakúpiť prakticky akúkoľvek kombináciu veľkosti a typu týchto komponentov.

Druhú a z hľadiska potenciálu menšiu časť sortimentu tvoria konektory s veľkou záťažou na montáž na dosky plošných spojov ako priechodné komponenty a tiež SMT. V druhom prípade je konektor pripájaný na dosku zvyčajne ešte pripojený k puzdru zariadenia alebo stabilizovaný pomocou svorky, aby sa zabezpečila mechanická stabilita pripojenia.

Dôležitú časť trhu zo výkonovými konektormi, najmä v elektronike a osvetľovacích aplikáciách, tvoria aj svorkovnice. Ide o modulárne káblové konektory so skrutkou alebo pružinovou svorkou na montáž na dosku plošných spojov. Sú k dispozícii ako uhlové, rozpojiteľné, s možnosťou montáže SMT a THT, ako aj riešenia, ktoré umožňujú montáž viac ako jedného kábla do kontaktu. Možno ich nájsť v ponuke mnohých výrobcov, lacných čínskych dodávateľov aj popredných svetových výrobcov. Svorkovnice sú veľmi univerzálne výrobky so širokou škálou aplikácií. Ich prúdová zaťažiteľnosť dosahuje niekoľko desiatok ampérov na jeden kolík, čo svedčí o tom, že ich možno použiť v mnohých rôznych aplikáciách.

Ďalšiu skupinu výrobkov tvoria spojovacie prvky určené na montáž na lištu DIN. Sú základom pre vytváranie systémov a inštalácií v priemysle, automatizácii, energetike a možno ich nájsť v mnohých skrinkách, technických rozvádzačoch, rozvodných zariadeniach atď. Záujem o ne je odnožou a dôsledkom všeobecného záujmu o zariadenia tohto typu, medzi ktoré patria relé, regulátory, ističe, transformátory a iné podobné komponenty, ktoré si vďaka svojmu štíhlemu štandardnému puzdru, ktoré sa ľahko prichytí na kovovú konzolu, získali uznanie na trhu. Zbernicové konektory umožňujú pohodlné zapojenie takýchto zariadení a majú podobu štíhlych plochých komponentov, ktoré sa dajú zostaviť do väčších celkov, podobne ako sa spájajú svorkovnice. Majú tiež možnosť vnútorného pólového pripojenia, čo uľahčuje vytvorenie rozvodu energie vytvorením zbernice.

Nové oblasti použitia a evolučný vývoj

Výkonové konektory sú kľúčovou súčasťou mnohých aplikácií, preto sa na trhu každú chvíľu objavujú nové konštrukcie zamerané na aplikácie, ktoré získavajú na popularite, ako napríklad fotovoltaika, e-mobilita, nabíjacie stanice batérií.

Trh s vysokovýkonovými komponentmi sa pomaly otvára komponentom s rýchlym pripojením káblov, t. j. rýchlospojkám. Tie sa výborne osvedčili v obvodoch s nižším výkonom, poskytujú kvalitu a dobré spojenie bez toho, aby ste museli skrutku utiahnuť celou silou. Postupne sa preto s ďalšími generáciami výrobkov rýchlospojky rozširujú aj v týchto náročnejších riešeniach. Vplýva na to rýchlosť manipulácie a zároveň bezpečnosť používania umožňujúca vyššiu efektivitu práce. Pružinové spojky a iné podobné riešenia, ktoré sa vyznačujú rýchlou montážou, často bez potreby použitia náradia, sú totiž čoraz inovatívnejšie a umožňujú väčšiu nosnosť. Výrazný je aj trend používania svorkovníc v obvodoch, v ktorých tečú veľmi vysoké prúdy - najmä v zariadeniach výkonovej elektroniky, napájacích zdrojoch pre LED osvetlenie a podobne. Pozitívny vplyv na trh s konektormi má rastúca informovanosť používateľov a čoraz väčšia potreba používať komponenty, ktorých kvalita, odolnosť a vhodnosť na použitie v špecifických podmienkach sú potvrdené mnohými certifikátmi. Nekompromisná kvalita je dôležitá najmä pre priemyselnú výrobu, kde sú konektory určené na dlhodobú prevádzku v extrémnych podmienkach.

Takéto vývojové procesy majú evolučný charakter, keďže technologickým inováciám trvá pomerne dlho, kým sa v konektorovom priemysle rozšíria. Možno je to dôsledok toho, že v daných komponentoch dochádza k prelomovým objavom viac-menej raz za mnoho rokov, po ktorých nasleduje náročný evolučný proces zdokonaľovania jednotlivých výrobkov, modernizácie existujúcich verzií.

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 360.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

       

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár k článku. Pridáte prvý? Berte prosím na vedomie, že za obsah komentára je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vaša reklama na tomto mieste

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo

ourpcb Promo

PCBWay Promo

ourpcb Promo

PCBWay Promo

ourpcb Promo


Webwiki Button