Пого-булавка
Пого -штифт или подпружиненный штифт — это тип механизма электрического разъема , который используется во многих современных электронных приложениях и в индустрии тестирования электроники. [1] Они используются из-за повышенной долговечности по сравнению с другими электрическими контактами , а также устойчивости их электрического соединения к механическим ударам и вибрации. [2]
Название Pogo Pin происходит от сходства штыря с Pogo Stick : встроенная в штифт винтовая пружина прикладывает постоянную нормальную силу к задней части ответной розетки или контактной пластины, противодействуя любому нежелательному движению, которое в противном случае могло бы вызвать прерывистое соединение. Эта винтовая пружина делает штифты уникальными, поскольку в большинстве других типов штифтов используются консольные пружины или компенсационные втулки. [3]
Полный путь соединения требует ответной розетки для зацепления штыря, которая называется целью или землей . Пого-мишень представляет собой плоскую или вогнутую металлическую поверхность, которая, в отличие от кеглей, не имеет движущихся частей. Целями могут быть отдельные компоненты в сборе разъема или, в случае печатных плат, просто участок платы с металлическим покрытием.
Подпружиненные штифты представляют собой прецизионные детали, изготовленные методом точения и центрифугирования , для которого не требуется пресс-форма, что позволяет производить меньшие количества изделий с меньшими затратами.
Структура
[ редактировать ]
Базовый подпружиненный штифт состоит из 3 основных частей: плунжера , цилиндра и пружины . [2] При приложении силы к штифту пружина сжимается и плунжер перемещается внутри цилиндра. Форма цилиндра сохраняет плунжер, не позволяя пружине вытолкнуть его, когда штифт не зафиксирован на месте.
В конструкции электрических контактов требуется определенное трение , чтобы удерживать разъем на месте и сохранять поверхность контакта. Однако высокое трение нежелательно, поскольку оно увеличивает нагрузку и износ контактных пружин и корпусов. Таким образом, для создания этого трения требуется точная нормальная сила, обычно около 1 ньютона. [3] Поскольку подпружиненный штифт должен иметь небольшой зазор между плунжером и цилиндром, чтобы он мог легко скользить, при вибрации или движении может произойти мгновенное отсоединение. Чтобы противостоять этому, плунжер обычно имеет небольшой наклон, чтобы обеспечить непрерывное соединение. [ нужна ссылка ]
Многие производители создали свои собственные варианты этой конструкции, чаще всего изменяя интерфейс между плунжером и пружиной. Например, между двумя компонентами можно добавить шарик или поршень может иметь наклонный или потайной кончик. [4]
Материалы
[ редактировать ]В плунжере и корпусе пого-пинов в качестве основного материала обычно используется латунь или медь тонкий слой никеля , на которую наносится .
Как это часто бывает в электрических разъемах, производители часто применяют золотое покрытие, которое повышает долговечность и контактное сопротивление. [5]
Пружины обычно изготавливаются из медных сплавов или пружинной стали .
Приложения
[ редактировать ]Пружинные разъемы используются для самых разных применений как в промышленной, так и в бытовой электронике:
- Межплатные разъемы (обычно постоянные)
- Разъемы с защитой от проникновения в потребительских устройствах, например, умных часах , защищенных компьютерах.
- Клеммы аккумулятора на ноутбуках
- Магнитные зарядные или сигнальные разъемы, например док-станции и зарядные устройства для ноутбуков ( )
- Высокочастотные разъемы, например антенны , монитора разъемы
- печатной платы Тестирование
- интегральных схем Тестирование
- Тестирование батареи
- Другие испытания электроники
Расположение разъемов
[ редактировать ]Когда в разъеме используются штыри Pogo, они обычно располагаются плотным массивом, соединяющим множество отдельных узлов двух электрических цепей . Они обычно встречаются в автоматическом испытательном оборудовании , таком как тестеры с гвоздями , где они облегчают быстрое и надежное соединение тестируемых устройств (DUT). В одной из конфигураций с чрезвычайно высокой плотностью массив принимает форму кольца, содержащего сотни или тысячи отдельных штифтов; это устройство иногда называют пого-башней . [ нужна ссылка ]
Их можно использовать и для более постоянных соединений, например, в суперкомпьютере Cray-2 . [6]
При использовании в высокопроизводительных приложениях Pogo-контакты должны быть очень тщательно спроектированы, чтобы обеспечить не только высокую надежность во многих циклах соединения/рассоединения, но и высокоточную передачу электрических сигналов . Сами штифты должны быть твердыми, но покрытыми веществом (например, золотом ), обеспечивающим надежный контакт. Внутри тела штифта плунжер должен иметь хороший электрический контакт с телом, чтобы пружина с более высоким сопротивлением не передавала сигнал (наряду с нежелательной индуктивностью , которую представляет пружина). Разработка Pogo-выводов для использования в схемах с согласованным импедансом особенно сложна; Чтобы поддерживать правильный характеристический импеданс , контакты иногда располагаются так, что один сигнальный контакт окружен четырьмя, пятью или шестью заземленными контактами. [ нужна ссылка ]
Комбинация с магнитами
[ редактировать ]Подпружиненные разъемы можно комбинировать с магнитами для создания прочного и надежного соединения — метод, который широко используется в бытовой электронике, такой как ПК 2-в-1 , и в высокочастотной передаче данных. Ярким примером этого является Apple MagSafe разъем . [7]
Коммерческие продукты
[ редактировать ]часто используется как общее название, Хотя Pogo Pin он является зарегистрированной торговой маркой Everett Charles Technologies (ECT). [8]
См. также
[ редактировать ]- Электрический разъем , в котором иногда используются штифты Pogo.
- Перемычка (вычисление) выполняет аналогичную функцию, но замыкает цепь между двумя контактами.
- Внутрисхемное испытание , обычное применение штифтов Pogo.
- Кнопка Fuzz — высокопроизводительное электрическое соединение.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Харт, Пьер (7 октября 2016 г.). «Использование штифтов Pogo для добавления электрического соединения к вашим 3D-напечатанным светильникам» . Джавелин . Джавелин Тех . Проверено 22 мая 2019 г.
- ^ Jump up to: а б «Пружинные контакты и разъемы» (PDF) . Котелек . Проверено 3 июля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Мрочковски, Роберт С. (1993). «Конструкция разъемов/материалы и надежность разъемов» (Документ). Компания AMP.
- ^ Заявка США 20170187137 , «Узел штифта пружинного зонда с силовым смещением», опубликована 29 июня 2017 г.
- ^ AMP Incorporated (29 июля 1996 г.). «Золотые правила: рекомендации по использованию золота на контактах разъема» (PDF) . Тайко Электронная Корпорация. Архивировано из оригинала (PDF) 29 марта 2018 года . Проверено 1 июля 2019 г.
Золото обычно используется в качестве контактного покрытия для применений с низким напряжением и током низкого уровня, а также там, где высокая надежность является основным фактором.
- ^ Килиан, Алан. «Логический модуль Крэй-2» . bobodyne.com . Проверено 3 июля 2019 г.
- ^ Патент США US7311526B2 , «Магнитный разъем для электронного устройства», опубликованный 25 декабря 2007 г., передан Apple Inc.
- ^ «Пружинные щупы для ATE, разъемов, батарей, жгутов проводов, полупроводниковых корпусов и приложений общего назначения» (PDF) . Л. Боденманн АГ . ОСТБИ БАРТОН. 2003 . Проверено 3 июля 2019 г.
Pogo является зарегистрированной торговой маркой Everett Charles Technologies.