Types et considérations de conception pour blocs de jonction
Dans les systèmes électroniques et électriques modernes, les blocs de jonction sont des composants clés qui garantissent des connexions électriques stables, sécurisées et efficaces. Avec l'avancée des technologies et la diversification des champs d'application, la conception et le choix des blocs de jonction sont devenus de plus en plus importants. Choisir le bon bloc de jonction permet non seulement d'améliorer les performances globales du système, mais aussi de réduire le risque de défaillance, de simplifier les processus de maintenance et de prolonger la durée de vie des équipements. Par conséquent, comprendre les différents types de blocs de jonction et les considérations relatives à leur conception et leur application est une étape nécessaire pour obtenir des connexions électriques efficaces et fiables. Cet article présentera les types de blocs de jonction, les éléments à prendre en compte lors de leur choix et les caractéristiques des blocs de jonction proposés par Same Sky.
Différents types de borniers disponibles pour répondre aux besoins des applications
Dans l'automatisation industrielle et d'autres applications, de nombreux appareils nécessitent des systèmes de câblage stables et sécurisés, où les borniers peuvent être utilisés pour connecter les fils efficacement et améliorer la sécurité globale du système. Les borniers se composent de boîtiers modulaires et d'un corps isolé qui fixe solidement deux fils ou plus ensemble. Aussi appelés connecteurs de bornes, bornes de connexion ou bornes à vis, ils sont largement utilisés dans les applications nécessitant des connexions sûres au sein des systèmes électriques. Ils sont idéaux pour les conceptions nécessitant des connexions de fils sécurisées, bien organisées, semi-permanentes et peuvent être facilement remplacés pour les inspections sur site ou les réparations.
Les types de borniers sont très divers et peuvent être sélectionnés en fonction des besoins de l'application. Divers types de borniers peuvent être utilisés dans les conceptions, y compris les montages sur circuit imprimé, les bandes à barrière, les traversées / rails DIN, et d'autres.
Les blocs de jonction pour montage sur circuit imprimé, souvent appelés Eurostyle ou blocs de jonction fil-à-carte, fonctionnent en insérant des fils dénudés dans le module, en fixant les fils dans le boîtier à l'aide de pinces, puis en soudant le boîtier sur un circuit imprimé aux empreintes standard. Les blocs de jonction pour montage sur circuit imprimé peuvent être proposés sous forme de modules simples, doubles ou multi-niveaux.
Les barrettes de connexion, en revanche, comportent une borne à vis où des cosses en anneau ou des cosses à fourche sont fixées aux fils, puis insérées sur la vis et serrées dans le boîtier. Les barrettes de connexion sont généralement utilisées dans des environnements où les vibrations sont une préoccupation. De plus, un autre type, le bornier traversant/rail DIN, est utilisé pour connecter deux fils ensemble pour des connexions fil-à-fil. Ce type de bornier a un contact d'entrée et un contact de sortie, les deux fils distincts étant insérés dans les côtés opposés du boîtier. Comme les versions à montage sur circuit imprimé, ces modules peuvent également être disponibles en configurations à un, deux ou plusieurs niveaux. Le style traversant se trouve le plus souvent dans des configurations montées sur rail DIN. Les borniers sur rail DIN sont généralement proposés en tant que type traversant pour les connexions fil-à-fil ou en types de mise à la terre, qui apparaissent visuellement similaires au style traversant mais, au lieu de connecter les fils entrants, les mettent à la terre sur le rail DIN ou le panneau.
Principaux facteurs électriques à prendre en compte pour les blocs de jonction
Lors de la conception d'un système utilisant des blocs de jonction, il est important de comprendre les besoins globaux en tension et en courant du système, ainsi que d'autres facteurs tels que le nombre de pôles, le pas et la taille/type des fils.
Tout d'abord, l'intensité nominale est généralement le paramètre le plus crucial à considérer lors de la conception avec des blocs de bornes. L'intensité nominale dépend de facteurs tels que la conductivité de la borne, la section transversale et l'élévation de température correspondante. Fonctionner avec des intensités trop élevées peut provoquer une surchauffe du bloc de bornes et l'endommager, entraînant des problèmes de sécurité majeurs. Une bonne pratique consiste à utiliser un bloc de bornes avec une intensité nominale d'au moins 150 % de l'intensité maximale prévue du système.
La tension nominale, en revanche, dépend de la résistance diélectrique et de l'espacement du boîtier du bornier. La tension maximale du système appliquée doit être inférieure à la tension nominale, et toute surtension dans le système doit également être prise en compte lors de la sélection des borniers. De plus, le nombre de circuits individuels dans le bornier, connu sous le nom de nombre de pôles, peut varier d'un seul pôle à 24 pôles ou plus, en fonction de l'application spécifique.
Le pas du bornier est défini comme la distance de centre à centre entre deux pôles consécutifs. Le pas du connecteur est généralement déterminé par les caractéristiques globales du bornier, qui prennent en compte des facteurs tels que la tension/courant, les distances d'isolement et le dégagement. Les pas industriels courants incluent, mais ne sont pas limités à, 2,54 mm, 3,81 mm, 5,0 mm et 7,62 mm.
La taille minimale et maximale de fil qu'un bornier peut accepter est une fonction correspondante de la tension/du courant nominal. En plus de garantir que le fil utilisé s'insère physiquement dans le bornier, le type de fil doit également être pris en compte. Un fil toronné ou multi-brins est généralement utilisé avec des borniers à vis, tandis qu'un fil monobrin est couramment utilisé avec des borniers de type à insertion directe. En Amérique du Nord, les tailles de fil sont spécifiées selon l'American Wire Gauge (AWG), mais la taille du fil peut également être spécifiée en mm2.
Considérations mécaniques clés pour les blocs de jonction
En plus des facteurs électriques, les restrictions et limitations mécaniques doivent également être prises en compte dans la conception des blocs de jonction. Les caractéristiques clés à considérer incluent toutes les restrictions mécaniques sur le boîtier pouvant affecter l'empreinte globale, l'orientation et l'accessibilité des connexions. Les variations mécaniques du boîtier peuvent inclure l'orientation d'entrée des fils, les méthodes de fixation des fils, les types de modules et les méthodes de connexion des fils au boîtier, entre autres.
Il existe trois orientations courantes d'entrée de fil pour les borniers : horizontale, verticale et 45°. Les orientations horizontale et verticale sont également appelées 90° et 180°, respectivement. L'orientation des fils peut généralement être déterminée par des contraintes physiques dans la conception globale, ce qui aide à décider quelle option est la plus réalisable.
La méthode de fixation des fils à l'intérieur du boîtier du bornier est généralement réalisée par trois principaux types : bornes à vis, bornes à bouton-poussoir et bornes à insertion directe. Les bornes à vis, ou blocs de bornes de type vis, fixent le fil contre le conducteur dans le bornier en serrant une vis qui ferme un étrier. De plus, les bornes à bouton-poussoir utilisent un étrier à ressort pour fixer le fil contre le conducteur ; appuyer sur le bouton ouvre l'étrier à ressort, et relâcher le bouton fixe l'étrier sur le fil. Les bornes à insertion directe, similaires aux bornes à bouton-poussoir avec étriers à ressort, permettent de presser directement le fil dans le boîtier sans avoir besoin d'utiliser un bouton-poussoir pour ouvrir le ressort.
Les modules de blocs de jonction peuvent être construits sous forme de composants imbriqués ou dans des boîtiers uniques. Les modules de blocs de jonction imbriqués sont généralement fabriqués en versions à 2 pôles et 3 pôles. Avec ces deux tailles, les concepteurs peuvent emboîter les modules pour obtenir le nombre de pôles requis. Les blocs de jonction sur rail DIN fonctionnent de manière assez similaire, avec des unités individuelles qui glissent ensemble sur un rail métallique. Une fois la configuration souhaitée et le nombre de pôles atteints, un capuchon compatible est utilisé pour compléter l'installation, protégeant le boîtier de l'unité la plus externe.
Les blocs terminaux monoblocs sont conçus avec tous les pôles contenus dans un seul boîtier. Ce sont des caractéristiques typiques des boîtiers enfichables, où les configurations en plusieurs pièces ne sont pas possibles. D'autres utilisations incluent les versions haute intensité ou haute température, où un boîtier unique offre une plus grande robustesse.
Alors que la plupart des connecteurs de bornier permettent d'insérer directement les fils dans le boîtier, il existe certaines variantes utilisant des paires de connexion pouvant être enfichées ensemble. Ces borniers enfichables permettent toujours d'insérer les fils dans le boîtier, mais offrent l'avantage supplémentaire d'un boîtier modulaire pouvant être directement enfiché dans un boîtier fixe sur le PCB. Ils sont idéaux pour les conceptions nécessitant une déconnexion fréquente de la connexion principale sans avoir à déconnecter tous les fils individuels.
La classification de sécurité des blocs de jonction et autres considérations de conception
Les classifications de sécurité sont essentielles lors de la spécification des barrettes de connexion. Les barrettes de connexion sont généralement certifiées et/ou conçues selon les normes de sécurité UL et/ou IEC, et sont fabriquées à partir de matériaux répondant à la classification de résistance à l'inflammabilité UL94V-0. Les classifications UL et IEC peuvent apparaître différemment sur les fiches techniques car chaque organisme utilise des normes différentes, et les barrettes de connexion doivent respecter leurs exigences respectives. Lors de la sélection des barrettes de connexion, il est important de comprendre les exigences générales de sécurité du système et de s'assurer que les classifications des barrettes de connexion sont conformes à ces exigences.
Pour faciliter l'assemblage ou la maintenance pour les utilisateurs, les couleurs du boîtier ou les marquages spéciaux peuvent être modifiés afin d'aider à distinguer les différentes connexions des borniers. Cela est particulièrement utile dans les systèmes complexes avec plusieurs câblages et circuits regroupés dans un emplacement centralisé. De plus, la température de fonctionnement du système final doit être prise en compte lors de la sélection des borniers afin de déterminer si des borniers certifiés pour haute température sont nécessaires.
Same Sky est un fournisseur clé de borniers, proposant des configurations enfichables, sans vis, à vis et sur rail DIN avec jusqu'à 24 pôles, diverses options de couleur, et des calibres de fil allant de 28 à 4 AWG. Les connecteurs de borniers de Same Sky présentent également diverses certifications UL et IEC pour les courants et tensions, ainsi qu'une plage de température de fonctionnement de -40 à 105°C, et offrent des borniers haute température homologués jusqu'à 130°C.
Conclusion
Bien que de nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de la conception d'un système complet, les blocs de jonction sont la meilleure solution pour connecter des systèmes électriques complexes. Comprendre les caractéristiques et les fonctions des différents types de blocs de jonction est crucial pour leur sélection. Choisir le bon bloc de jonction affecte non seulement la stabilité et la sécurité du système électrique, mais aussi la facilité de maintenance et la durée de vie à long terme du système. En tenant compte des exigences spécifiques de l'application, des environnements de fonctionnement, de la sélection des matériaux et de la commodité d'installation, les concepteurs peuvent choisir le bloc de jonction le plus adapté, améliorant ainsi les performances et la fiabilité globales du système. Les blocs de jonction Same Sky offrent diverses options de couleurs et configurations, proposant une gamme de choix pour répondre à vos défis de conception.
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