彈片式連接器件為什么在安規實(shí)驗中要做熱循環(huán)
發(fā)布時(shí)間：2019-07-02 07:53:05 點(diǎn)擊量：1017
彈片式連接器件為什么在安規實(shí)驗中要做熱循環(huán)（熱應力）溫升和電壓降試驗
無(wú)論是連接器、接線(xiàn)端子、還是插頭插座，按標準UL1059、UL498、還是IEC60884-1、GB13140等各國都規定了對帶彈片式連接部位的器件都要做熱循環(huán)或熱應力的溫升及電壓降試驗。其原因就是測試彈片式連接器件在通電發(fā)熱及斷電冷卻不斷循環(huán)過(guò)程中的應力變形情況。 我們知道，金屬導體在通電過(guò)程中會(huì )發(fā)熱，如果是發(fā)熱再斷電讓其冷卻，再通電發(fā)熱接著(zhù)再斷電冷卻，不停循環(huán)。在這過(guò)程中，金屬導體必定會(huì )發(fā)生應力變形失效的現象。特別針對彈片式連接器件來(lái)說(shuō)，潛在發(fā)生因變形引起的應力失效更嚴重。 如下圖：
應力失效造成的后果是采用彈片式連接器件的連接器、接線(xiàn)端子、插頭插座、拖線(xiàn)板等發(fā)熱更嚴重，著(zhù)火燃燒，甚至爆炸的現象。
我們經(jīng)常在使用拖線(xiàn)板時(shí)發(fā)生拖線(xiàn)板燒毀或炸的現象。其中一個(gè)重要原因就是里面的彈片不合格造成插頭插入時(shí)電壓瞬間升高，瞬間峰值電壓造成空氣電離發(fā)生短路現象。
由于插頭插座、拖線(xiàn)板、連接器等這些帶彈性連接器件的產(chǎn)品都要經(jīng)常插拔使用，同時(shí)使用這些產(chǎn)品中不可能一直放上去就通電不動(dòng)，這就造成了產(chǎn)品在通電和斷電過(guò)程中存在反復通電發(fā)熱因熱應力失效現象。
彈性連接器件大都采用磷青銅、鈹銅等導電性抗彎應力強的原材料，由于設計及材料選擇的厚薄和材質(zhì)選擇等原因，造成了發(fā)熱不同。象插頭產(chǎn)品有的工程師為了節省料把1.5mm 厚的插銷(xiāo)改成1.1mm, 而彈片接觸空間是1.0mm,當中只有0.1mm的接觸面，這就造成了通電狀態(tài)下由于接觸不緊，加上發(fā)熱后應力變形，從而造成產(chǎn)品發(fā)熱及電壓降過(guò)大。
通常各國標準中的熱循環(huán)或熱應力試驗要求循環(huán)次數比較多，如UL1059熱循環(huán)是規定通電3.5小時(shí)，斷電0.5小時(shí)，用1.5倍額定電流通電84個(gè)循環(huán)周期，IEC60998-2規定對端子連接器要做192個(gè)周期的熱循環(huán)同時(shí)做電壓降試驗，IEC60884-1:2002針對插頭插座要做192個(gè)周期的熱應力試驗，同時(shí)檢測電壓降。這樣嚴酷的實(shí)驗就檢測了彈片式連接器件的安全使用性能。
鴻海精密電子科技針對電連接器件研制了一種能同時(shí)做熱循環(huán)溫升測試和熱循環(huán)（熱應力)電壓降測試系統。同時(shí)可檢測18-23個(gè)測試點(diǎn)的溫升和電壓降。產(chǎn)品帶數據采集接口，配備一個(gè)多功能數據采集系統，軟件由鴻海精密電子科技自己研制，同時(shí)可采集電流、溫升、電壓降，不僅能做靜態(tài)加熱溫升測試，而且最重要的是能做熱循環(huán)溫升測試和熱循環(huán)電壓降測試。循環(huán)周期和時(shí)間由用戶(hù)自由設定。數據采集系統有別于美國的安捷倫數據采集系統。
安捷倫數據數據采集系統不能做交流電的數據采集，而且采集到的是溫度，而不是溫升。溫升要自己核算。還需要另外配一臺電腦。 鴻海精密電子科技的數據采集系統不僅可測溫度，而且溫升軟件系統自己就核算了出來(lái)。
鴻海精密電子科技的數據采集系統不僅能采集直流電，而且能采集交流電數據，采集到的數據可達2000A.同時(shí)調整軟件，可做電壓降測試。
以上是鴻海精密電子科技的溫升電壓降測試設備臺的操作面板，中間有一個(gè)周期循環(huán)計數器，循環(huán)計數器下面是一個(gè)循環(huán)時(shí)間設置開(kāi)關(guān)。用戶(hù)可以在上面根據需要設定工作時(shí)間和停止時(shí)間。設置好后，系統可自動(dòng)運行。不需要人來(lái)時(shí)刻守著(zhù)。 操作面板最右邊是電流數據采集接口。直接把采集到的電流數據傳遞給數據采集系統軟件。
鴻海精密電子科技拿帶彈片連接插座的額定電流為10A的公牛轉換插頭轉換器進(jìn)行了熱循環(huán)測試。
在熱循環(huán)過(guò)程中，明顯可看到公牛有一款產(chǎn)品的溫升很高，軟件自動(dòng)采集的數據如下：
當額定電流為10A按標準測試電流為16A時(shí)，測試點(diǎn)2溫度高達62.6℃，溫升達到35.6℃.
當按標準IEC60884-1:2002采用電壓降熱循環(huán)測試電流為17.5A時(shí)（額定電流為10A,導線(xiàn)橫截面積為1.5mm2時(shí)，系統數據界面如下：
測試點(diǎn)2溫度高達59.1℃，溫升達到32℃，也就是說(shuō)，此時(shí)溫升達到穩定狀態(tài)，沒(méi)有超過(guò)標準規定的45℃ 熱循環(huán)周期實(shí)驗直接檢驗了帶彈片連接器件產(chǎn)品的應力失效潛在性問(wèn)題，考驗了產(chǎn)品在通電斷電狀態(tài)下由熱變形及恢復過(guò)程中對產(chǎn)品的安全性能的影響。 由此可見(jiàn)在熱循環(huán)的狀態(tài)下檢測產(chǎn)品的安全性能是多么重要。 如果想保證電連接性產(chǎn)品在熱循環(huán)狀態(tài)下設計和原材料的使用是否安全，可采用鴻海精密電子科技有限公司研制的TMR系列多功能電流溫升測試系統，該系統的軟件可自動(dòng)在線(xiàn)帶電狀態(tài)下跟蹤產(chǎn)品的電流和溫升狀態(tài)。電流和溫升超限可自動(dòng)報警。測試電流可高達2000A,同時(shí)可根據用戶(hù)要求測試電壓降。該測試系統是一個(gè)綜合性的測試平臺，電流、溫升、電壓降都可測試，根據用戶(hù)使用需要進(jìn)行訂制。聯(lián)系電話(huà)：13724579108
無(wú)論是連接器、接線(xiàn)端子、還是插頭插座，按標準UL1059、UL498、還是IEC60884-1、GB13140等各國都規定了對帶彈片式連接部位的器件都要做熱循環(huán)或熱應力的溫升及電壓降試驗。其原因就是測試彈片式連接器件在通電發(fā)熱及斷電冷卻不斷循環(huán)過(guò)程中的應力變形情況。 我們知道，金屬導體在通電過(guò)程中會(huì )發(fā)熱，如果是發(fā)熱再斷電讓其冷卻，再通電發(fā)熱接著(zhù)再斷電冷卻，不停循環(huán)。在這過(guò)程中，金屬導體必定會(huì )發(fā)生應力變形失效的現象。特別針對彈片式連接器件來(lái)說(shuō)，潛在發(fā)生因變形引起的應力失效更嚴重。 如下圖：
應力失效造成的后果是采用彈片式連接器件的連接器、接線(xiàn)端子、插頭插座、拖線(xiàn)板等發(fā)熱更嚴重，著(zhù)火燃燒，甚至爆炸的現象。
我們經(jīng)常在使用拖線(xiàn)板時(shí)發(fā)生拖線(xiàn)板燒毀或炸的現象。其中一個(gè)重要原因就是里面的彈片不合格造成插頭插入時(shí)電壓瞬間升高，瞬間峰值電壓造成空氣電離發(fā)生短路現象。
由于插頭插座、拖線(xiàn)板、連接器等這些帶彈性連接器件的產(chǎn)品都要經(jīng)常插拔使用，同時(shí)使用這些產(chǎn)品中不可能一直放上去就通電不動(dòng)，這就造成了產(chǎn)品在通電和斷電過(guò)程中存在反復通電發(fā)熱因熱應力失效現象。
彈性連接器件大都采用磷青銅、鈹銅等導電性抗彎應力強的原材料，由于設計及材料選擇的厚薄和材質(zhì)選擇等原因，造成了發(fā)熱不同。象插頭產(chǎn)品有的工程師為了節省料把1.5mm 厚的插銷(xiāo)改成1.1mm, 而彈片接觸空間是1.0mm,當中只有0.1mm的接觸面，這就造成了通電狀態(tài)下由于接觸不緊，加上發(fā)熱后應力變形，從而造成產(chǎn)品發(fā)熱及電壓降過(guò)大。
通常各國標準中的熱循環(huán)或熱應力試驗要求循環(huán)次數比較多，如UL1059熱循環(huán)是規定通電3.5小時(shí)，斷電0.5小時(shí)，用1.5倍額定電流通電84個(gè)循環(huán)周期，IEC60998-2規定對端子連接器要做192個(gè)周期的熱循環(huán)同時(shí)做電壓降試驗，IEC60884-1:2002針對插頭插座要做192個(gè)周期的熱應力試驗，同時(shí)檢測電壓降。這樣嚴酷的實(shí)驗就檢測了彈片式連接器件的安全使用性能。
鴻海精密電子科技針對電連接器件研制了一種能同時(shí)做熱循環(huán)溫升測試和熱循環(huán)（熱應力)電壓降測試系統。同時(shí)可檢測18-23個(gè)測試點(diǎn)的溫升和電壓降。產(chǎn)品帶數據采集接口，配備一個(gè)多功能數據采集系統，軟件由鴻海精密電子科技自己研制，同時(shí)可采集電流、溫升、電壓降，不僅能做靜態(tài)加熱溫升測試，而且最重要的是能做熱循環(huán)溫升測試和熱循環(huán)電壓降測試。循環(huán)周期和時(shí)間由用戶(hù)自由設定。數據采集系統有別于美國的安捷倫數據采集系統。
安捷倫數據數據采集系統不能做交流電的數據采集，而且采集到的是溫度，而不是溫升。溫升要自己核算。還需要另外配一臺電腦。 鴻海精密電子科技的數據采集系統不僅可測溫度，而且溫升軟件系統自己就核算了出來(lái)。
鴻海精密電子科技的數據采集系統不僅能采集直流電，而且能采集交流電數據，采集到的數據可達2000A.同時(shí)調整軟件，可做電壓降測試。
以上是鴻海精密電子科技的溫升電壓降測試設備臺的操作面板，中間有一個(gè)周期循環(huán)計數器，循環(huán)計數器下面是一個(gè)循環(huán)時(shí)間設置開(kāi)關(guān)。用戶(hù)可以在上面根據需要設定工作時(shí)間和停止時(shí)間。設置好后，系統可自動(dòng)運行。不需要人來(lái)時(shí)刻守著(zhù)。 操作面板最右邊是電流數據采集接口。直接把采集到的電流數據傳遞給數據采集系統軟件。
鴻海精密電子科技拿帶彈片連接插座的額定電流為10A的公牛轉換插頭轉換器進(jìn)行了熱循環(huán)測試。
在熱循環(huán)過(guò)程中，明顯可看到公牛有一款產(chǎn)品的溫升很高，軟件自動(dòng)采集的數據如下：
當額定電流為10A按標準測試電流為16A時(shí)，測試點(diǎn)2溫度高達62.6℃，溫升達到35.6℃.
當按標準IEC60884-1:2002采用電壓降熱循環(huán)測試電流為17.5A時(shí)（額定電流為10A,導線(xiàn)橫截面積為1.5mm2時(shí)，系統數據界面如下：
測試點(diǎn)2溫度高達59.1℃，溫升達到32℃，也就是說(shuō)，此時(shí)溫升達到穩定狀態(tài)，沒(méi)有超過(guò)標準規定的45℃ 熱循環(huán)周期實(shí)驗直接檢驗了帶彈片連接器件產(chǎn)品的應力失效潛在性問(wèn)題，考驗了產(chǎn)品在通電斷電狀態(tài)下由熱變形及恢復過(guò)程中對產(chǎn)品的安全性能的影響。 由此可見(jiàn)在熱循環(huán)的狀態(tài)下檢測產(chǎn)品的安全性能是多么重要。 如果想保證電連接性產(chǎn)品在熱循環(huán)狀態(tài)下設計和原材料的使用是否安全，可采用鴻海精密電子科技有限公司研制的TMR系列多功能電流溫升測試系統，該系統的軟件可自動(dòng)在線(xiàn)帶電狀態(tài)下跟蹤產(chǎn)品的電流和溫升狀態(tài)。電流和溫升超限可自動(dòng)報警。測試電流可高達2000A,同時(shí)可根據用戶(hù)要求測試電壓降。該測試系統是一個(gè)綜合性的測試平臺，電流、溫升、電壓降都可測試，根據用戶(hù)使用需要進(jìn)行訂制。聯(lián)系電話(huà)：13724579108
