高能、可靠、灵活、小：mPower电源连接器的七字诀

 

电源连接器是互连解决方案中不可或缺的一个组成部分。虽然相较于比较爱“竞速”的信号连接器，电源连接器的技术迭代不是那么频繁，但是它是连接电源和用电设备的重要纽带，想要确保设备正常运行，就少不了它的身影。

 

 

在工程师的心目中，一款理想的电源连接器是什么样子的？由于面对的目标应用不同，大家对于这个问题的答案也会有差异，不过根据我们的经验，还是能够归纳出一些具有共性的设计要求，这些设计要求可以凝练成七个字：高能、可靠、灵活、小。

 

01

高能

也就是要电源连接器能够承载应用所需的足够高的功率。衡量这个特性一个关键的参数当然就是单触点的载流能力，载流能力越大，也就越适用于更高功率的应用。

不过“高能”电源连接器在实际设计中会面临不少制约条件。比如，如何在更小的体积内确保有足够的电气间隙和爬电距离，以满足大功率场景下的安全要求；如何降低触点接触面及整个连接链路上的电阻，减少能量的损耗等。这都需要在电源连接器的设计时综合考虑多方面的因素进行优化，如触点结构、镀层、绝缘材料和结构等等。

 

02

可靠

电源是电子设备运行的基石，因此可靠电源连接的重要性不言而喻。特别是在一些特殊的应用中，比如暴露在恶劣环境中或者是容易受到机械振动和冲击的应用，电源连接器的可靠性就显得尤为重要。

坚固的外壳、增强的外部锁定机构、较高的IP密封等级、TPA、增强PCB装配稳定性的焊脚等，都是在提升电源连接器可靠性方面常见的措施，是在选型时需要特别留意的因素。同时，行业公认的连接器可靠性测试标准，也会成为高可靠性电源连接器的背书。

 

03

灵活

性能和可靠性再出色的电源连接器，如果其在应用时缺乏足够的“弹性”，难于满足不用应用场景的要求，那都不能算是一个成功的产品。

因此我们可以看到，比较成熟的电源连接器解决方案都是可以提供完整的产品组合，会包括不同针位数、不同安装配置（垂直或直角）、不同堆栈高度、不同连接方式（如板对板、线对板、线对线）等多样化的产品，为系统设计提供更大的灵活性。

 

04

小

在紧凑的空间中实现更大的连接密度，同样是电源连接器的设计趋势。值得注意的是，连接器小型化的趋势，往往会与高功率、高可靠性等要求相矛盾，这也是考验连接器厂商对这些相互制约因素的平衡能力，从而设计出一款均衡而令人满意的产品。

放眼目前市场上的电源连接器产品，大都是遵循着这个“七字诀”来进行设计。它们中间，在某一两个方面表现突出的有不少，不过能够在“七字诀”所涵盖的四个方面都很出彩的产品并不多。

今天，我们就从海量的电源连接器中，为大家“淘”出了这样一款产品，这就是Samtec公司的mPower超微型电源连接系统。它是否果真能够符合电源连接器“七字诀”？我们一起来检视一番。

 

 

图1：mPower超微型电源连接系统

（图源：Samtec）

 

载流能力最高18A

 

我们先来看看mPower连接器的载流能力——这款2mm紧凑间距的连接器可以实现最高18A/触点的载流能力，这使其适用于很多大功率的应用。而且从图2中我们可以看出，mPower连接器系列不同配置的产品在很宽的温度范围内，载流能力都不俗。

图2：mPower连接器的载流特性

（图源：Samtec）

 

在支持高载流、大功率的同时，mPower连接器仍然具有2.20mm爬电距离和1.65mm电气间隙，确保电源连接器使用的安全性。

图3：mPower连接器具有2.20mm爬电距离和1.65mm电气间隙（图源：Samtec）

 

 

可靠性符合SET标准

 

对于mPower超微型电源连接器的高可靠性，一个重要的标识就是——这是一款符合SET (严苛环境测试) 标准的产品。

图4：SET (严苛环境测试) 标准标识

（图源：Samtec）

 

熟悉Samtec的小伙伴一定对SET标准不陌生，这是Samtec特别推出的一项计划，用于测试一些超出典型行业通行可靠性标准和规格的产品。换言之，符合SET标准的产品需经过比行业通行标准更为严苛的额外测试，以确保它们能够在极为严苛/恶劣的环境中应用，如军事、航空航天、汽车、医疗、工业等“极端”应用。

 

图5：mPower电源连接器的SET测试报告

（图源：Samtec）

 

 

灵活性满足各种连接需求

 

在支持设计灵活性方面，mPOWER连接器包括板对板、电缆对板和电缆对电缆等多种连接类型的产品（如图6），提供2到10针位的配置，而且由于具备多种堆栈高度，mPOWER可轻松添加到新架构或现有架构中，而无需修改原有的设计。

特别值得一提的是，mPower还可灵活地与Samtec的耐用型高速信号连接器配合使用，实现独特的两件式电源和信号/接地解决方案（图6中红色标注）。

图6：mPOWER连接器系统产品组合

（图源：Samtec）

 

mPOWER连接器系统主要的产品组合包括：

型号	产品功能
UMPT	超微型电源针脚（垂直）
UMPT-RA	超微型电源针脚（直角）
UMPS	超微型电源插座
UMPC	分离式线缆组件（插座）
UMPCT	分离式线缆组件（插座），含氟聚合物电线
UMPI	超微型电源电缆对电缆组件（插座）
UMPIT	超微型电源电缆对电缆组件（插座），含氟聚合物电线
UMPE	超微型电源电缆对电缆组件（针脚）
UMPET	超微型电源电缆对电缆组件（针脚），含氟聚合物电线

 

由此不难看出，基于不同的连接类型、安装配置和环保要求，mPOWER连接器丰富的产品组合可以满足各类应用要求，为开发者的系统设计灵活性带来更大的空间。

 

图7：mPOWER连接系统主要产品

（图源：Samtec）

 

 

紧凑外形节省40%的空间

 

最后需要强调的是，上述这些特性，都是在一个极为紧凑的连接器结构中实现的！图8中直观地展示了mPower连接器与传统小型电源连接器外形的比较，由此可以看出，“超微型”这个标签是名副其实。

图8：mPower与传统电源连接器外形比较

（图源：Samtec）

 

这样的连接器用在系统设计中，效果也是立竿见影——其PCB占板面积与传统的电源连接器相比，可节省40%，小型化优势明显。

图9：mPower连接器可节省40% 的PCB空间

（图源：Samtec）

 

 

本文小结

 

高能、可靠、灵活、小——这七个字代表着今天电源连接器技术发展的大方向。顺应这个发展趋势，并能够提供性能表现更均衡、综合优势更明显的产品，无疑就会在竞争中脱颖而出。Samtec的mPower超微型电源连接系统无疑就是其中的佼佼者。

当然，本文仅是带着大家浅尝了一下mPower的“滋味”，mPower到底有多“香”，用过才知道！如果你有兴趣，不妨点击下面的链接，来体验吧——

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