DC電源コネクタの選択方法：基本

この記事は、タイプ、主要な仕様、および一般的に受け入れられている命名法の概要を示し、オーディオと電源アプリケーションのUSBコネクタ。

DC電源コネクタの選択は、エンジニアの最終設計で見過ごされがちな側面です。比較的単純で単純なコンポーネントですが、DC電源コネクタは、適切なコネクタが選択されていることを確認するための基本的な理解が必要です。

DC電源コネクタの役割

バレルコネクタとも呼ばれるDC電源コネクタは、電力供給アプリケーションの信頼性を確保するために、製造元によって指定された電流および電圧定格を備えています。標準のDC電源コネクタのジャックとプラグは、通常2本の導体を備えています。 1つの導体が露出し、2つ目の導体が凹んでいるため、2つの導体間の偶発的な短絡を防ぐことができます。バレルコネクタはほとんどの場合、エンドアプリケーションに電力を供給するために使用されるため、DC電源コネクタを誤ったポートに差し込んで他のコンポーネントを損傷するリスクはほとんどありません。

一般的なDC電源コネクタの命名法

エレクトロニクス業界では、DC電源コネクタには、ジャック、プラグ、レセプタクルの3つの一般的に受け入れられている構成があります。 DC電源ジャックは電力の受け取りを担当し、通常は電子デバイスのPCBまたはシャーシに取り付けられます。 DC電源レセプタクルも電力を受け取ることを目的としていますが、代わりに電源コードの端にあります。最後に、DC電源プラグは、適切なDC電源ジャックまたはレセプタクルに接続することにより、電源装置から電力を供給します。以下の図1は、これらの一般的な構成を示しています。

図1。 一般的なDC電源コネクタの構成。

DC電源コネクタの性別の定義

ジャック、プラグ、およびレセプタクルの定義は業界内で十分に標準化されていますが、DC電源コネクタの性別の定義はそれほど標準化されていません。多くのエンジニアは、センターピンの構成に基づいてバレルコネクタの性別を定義するRFコネクタ業界の性別規則に従うだけです。したがって、センターピン付きのDC電源コネクタは通常、オスコネクタとして定義され、相手コネクタはメスとして定義されます。この定義線は、オスとメスのジャックとプラグの違いに対処するときに混乱することがありますが、図2に、明確にするための例を示します。

図2。 男性と女性のプラグとジャックの例。

バレルコネクタの寸法

適切なバレルコネクタを決定する際のいくつかの重要な仕様は、内側のピンと外側のスリーブの直径です。以下の表に、これらの仕様の最も一般的な直径を示します。

図3。 一般的な内側のピンと外側のスリーブの直径。

共通のクリアランスはまだ標準化されていませんが、内側のピンと接続する内側のスリーブの直径は、相手のピンの直径よりもわずかに大きくする必要があります。アウタースリーブと嵌合コネクタに関しては、アウタースリーブへの嵌合接続は片持ち梁のフラットスプリングであるため、コネクタの適切な機能にとってクリアランスは重要ではありません。

内側のピンと外側のスリーブの直径に加えて、挿入の深さは、注意すべきもう1つのDC電源コネクタの仕様です。設計者は、ジャックの挿入深さがプラグバレルの長さよりも浅いことに気付くことがよくあります。これは、特定の設置ではシャーシ壁の深さを考慮することが重要であるためです。

その追加の深さが考慮されていない場合、バレルの長さが短すぎて、設置時にジャックに適切に嵌合できない可能性があります。ジャックに挿入するときにプラグバレルを完全に密閉する必要がない他の例では、挿入深さの比率よりも長いバレル長が許容されます。

DC電源コネクタ導体

標準のDC電源ジャックまたはプラグには2つの導体があり、中央のピンは通常電源用で、外側のスリーブは通常アース用です。ただし、この導体構成を逆にすることは許容されます。特定のパワージャックモデルでは、外部スリーブ導体とスイッチを形成する3番目の導体も使用できます。このスイッチを使用して、プラグの挿入を検出または表示したり、プラグが挿入されているか挿入されていないかに基づいて電源を選択したりできます。

図4。 バレルコネクタの導体構成。

取り付けオプション

多くのコンポーネントと同様に、DC電源ジャックをエンドアプリケーションに取り付けるためのいくつかのオプションがあります。

パネルマウントDC電源ジャックは、電子回路に接続するためにワイヤを必要とするというトレードオフで、製品シャーシのどこにでもマウントできるという便利さを提供します。 PCBに取り付けられたDC電源ジャックに関しては、水平または垂直方向の表面実装（SMT）およびスルーホールが最も一般的です。

SMT信号接続を備えた多くのDC電源ジャックには、PCBにジャックをさらに固定するためのスルーホールピンまたはタブもあります。これらのタブは電気的に接続されている場合とされていない場合がありますが、PCBにスルーホールはんだ付けされます。

安定化ピンの他の形式は、非導電性で、PCBの穴に締まりばめです。ミッドマウントSMTDC電源ジャックは、ジャックがPCBから配線された開口部に配置される別のオプションであり、スペースに制約のあるアプリケーション向けのより目立たないオプションを作成します。

電力供給に使用されるオーディオコネクタ

電流と電圧を転送する機能があっても、電子アプリケーションに電力を供給するために標準のオーディオコネクタは推奨されません。これは、すべてのメーカーが必要な電圧および電流機能用のオーディオコネクタを指定しているわけではないためです。第二に、オーディオプラグが電源に接続されている場合、その露出した導体は、2つ以上の導体間の偶発的な短絡を簡単に引き起こす可能性があります。最後に、オーディオプラグが電力を供給している場合、電力を受け取ることを目的としていない他のオーディオジャックにプラグを差し込むのは簡単で、内部コンポーネントに損傷を与える可能性があります。

電力供給に使用されるUSBコネクタ

オーディオコネクタとは異なり、USBコネクタは電力供給とデータ転送機能で広く知られています。ただし、USB Type-C規格が発明されるまで、最大電力定格はさらに制限されていました。

4つの電源接点と4つのアース接点を備えたUSBType-Cコネクタの定格電流は、最大5 A、最大電圧定格は20 V、電力定格は最大100 Wです。この電力供給機能により、電力の魅力的なソリューションとなっています。 -USB Type-Cが広く採用され、設計統合が簡素化されているため、アプリケーションのみ。ただし、充電または電力が唯一の機能であるアプリケーションでは、高速データ転送ピンが不要なコストを追加する可能性があります。その結果、データ転送ピンのない電源専用USB Type-Cコネクタが、電源専用設計のよりコストに優しいオプションとして登場しました。

DC電源コネクタの選択

適切な情報があれば、DC電源コネクタを選択してもほとんど問題は発生しません。ジャックとプラグの間の適切な嵌合接続を確保するために、内側のピンと外側のスリーブの直径、および挿入の深さに注意してください。 CUIデバイスは、さまざまなDC電源ジャック、プラグ、およびレセプタクルをさまざまな取り付けスタイルやその他の構成で提供し、各製品ページの嵌合ガイドにより、互換性のあるジャックとプラグを見つけるプロセスがさらに簡素化されます。

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