电磁连接器制造技术

提供了一种非常适于在严苛环境中使用的电磁连接器。该连接器使用E型磁芯或C型磁芯用于例如从背板将电力耦合至安装在该背板上的模块，并且使用I型磁芯用于将信号耦合至模块以及耦合来自模块的信号。电力和信号传输的分离能够优化每种耦合，而不使每种功能的执行折衷。使用I型磁芯用于信号耦合提供了空间的有效使用，并且使用E型磁芯或C型磁芯使得在最小的空间内提供到模块的最大电力耦合。公开了示例性实施例的各个方面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电连接器的领域。
技术介绍
本专利技术的优选实施例用作背板与安装在背板上的模块之间的连接器，相应地，将讨论与这种连接器有关的现有技术。然而可以理解的是，本专利技术的应用不受限制，本专利技术可以适用于广泛的应用领域。各种尺寸和构造的电连接器在本领域是公知的。多针连接器通常使用插入凹式插座中的多针凸式连接器部件，电连接取决于金属与金属的直接接触以使电路完整。对于多数应用场合，这类连接器是令人满意的，但是可能因为凸式连接器上的针弯曲而在初始安装时，或者随着灰尘和腐蚀积累而在一段时间之后导致连接故障。对于高可靠性的应用场合以及严苛环境，例如对于水下应用、高湿环境以及多尘或肮脏环境，通常连接器壳体是圆形的并且包括对准特征以及一个连接器部件上的旋转式颈圈部，该旋转式颈圈部旋到另一个连接器部件上以保持这两个连接器部件的有效接合，而O形圈提供连接器中的针与插孔的最终密封。然而，在一些情况下，物理上的约束以及其它考虑妨碍了这种O形圈密封连接器的应用。连接器的一个这样应用场合是背板应用场合，其中必须将相对较多数量的板或模块通常并排地“插入”背板中，且在板或模块之间只有非常小的空隙。在这点上，如本文所使用，除非上下文做出相反明示，背板是指被板或模块“插入”的印刷电路板，该背板印刷电路板为安装在背板印刷电路板上的模块或印刷电路提供电力和/或与安装在背板印刷电路板上的模块或印刷电路进行通信，或者背板是指包括这种背板印刷电路板的整个组件。—种简单的边缘连接器适于可以保证环境并不恶劣的应用场合。对于需要高可靠性并且不能保证环境并不严苛的应用场合，例如在工业过程控制应用场合，通常使用电路故障检测技术和/或错误检测及校正技术，这就如同电路学中的冗余一样，以实现长时间内电路运转的高可靠性。然而，腐蚀是永久性的问题，可能使最初良好的接触失去功能，因此组件可能在不受关注的情况下几乎无限期地运转直到出现故障为止。因此，传统连接器依然是整个系统中的薄弱环节。【附图说明】图1不出根据本专利技术的一个实施例的背板电路板的一部分。图2示出图1中的电路板的设置有E型芯体和I型芯体的部分。图3A是用在连接器的模块侧的一个实施例中的E型芯体组件的分解图。图3B示意性地示出了将C型芯体用于图3A所示组件中的E型芯体。图4示出用于I型芯体的支架上的卷绕筒管。图5是位于模块中电路板的边缘的模块连接器E型芯体和I型芯体组件的透视图。图6是在组件上没有防护层的情况下模块的连接器边缘的视图，以示出E型芯体和I型芯体组件的布置。图7是在组件上没有防护层的情况下模块的连接器边缘的视图，以示出E型芯体和I型芯体组件的布置。图8示出由位于背板组件的槽中的螺钉安装的模块。图9是使用C型芯体用于连接器的电力连接的模块的后面的示意图。图10是使用C型芯体用于连接器的电力连接的背板的示意图。【具体实施方式】尽管本专利技术也适用于许多其它应用，但是在以下的描述中，对将模块电连接到背板的示例性实施例进行描述。在该描述中，将提及初级绕组和次级绕组。按照惯例，当提及初级和次级绕组时，初级绕组是指背板上的绕组，而次级绕组是模块中的绕组。在电力传输的情况下，该惯例是传统的。然而，在信号传输的情况下，取决于信号传输的方向，该惯例可能是或可能不是常规的，并且在双向信号传输的情况下，该惯例是任意的。此外，本文所用的模块一词以最普通的意义使用。参考图1，示出了根据本专利技术的一个实施例的背板电路板26的一部分。根据该图，根据该实施例的典型的背板电路板26具有:穿过它的多个开口或孔20，其分别用于在背板的组装过程中接纳I型芯体；以及一组或多组开口22和24，其分别用于接纳E型芯体。优选使用的这种类型的I型芯体呈磁性材料的圆柱形塞(slug)的形式，在优选实施例中为适合用在高频下的铁氧体。典型实施例的E型芯体是传统的E型芯体，在所描述的实施例中，也可以是铁氧体E型芯体，其可以是与I型芯体相同等级的铁氧体或者不同等级的铁氧体。在这点上，E型芯体装置用于将电力传输到利用根据本专利技术的实施例的连接器“插入”背板中的模块，而I型芯体装置用于通信的目的。因此，优选的是，E型芯体铁氧体(或其它材料)由于其相对较高的饱和密度而被选择，以进行最佳的电力传输，而I型芯体铁氧体(或其它材料)由于其高频能力而被选择以确保最大信号通信带宽。因此，本专利技术的一个方面是电力传输和信号传输的分离，而不是试图在单一磁性装置中传输电力和信号，以及不同的磁性材料优选不同等级的铁氧体用于电力和信号传输装置的可选使用，以允许每一种的性能最大化。图1的背板电路板26通常是多层板，多层中每一层上的平面(印刷)绕组25和27与以同一感测绕组(winding sense)串联连接，以实现多Bi绕组，每个与I型芯体开口20或E型芯体开口组22、24的中心开口 22相关联。这种平面绕组是众所周知的，并且举例来说可以通过在多层印刷电路板26的交替层上形成相反感测绕组的印刷涡旋或改型螺旋的导电迹线25，然后通过连接第一层和第二层的导电迹线的内端、第二和第三层上的导电迹线的外端等来形成这种平面绕组。这形成多个层上的导电迹线的串联连接，所有迹线在与感测绕组互连时与其有效地作用。举例来说，这种互连可以利用围绕绕组的内周和外周的不同位置(角度)处的电镀通孔来实现。作为选择，当制造多层电路板时，可以在交替的板层之间形成互连。通过使用这种绕组，可实现的总匝数虽然小于典型的绕线线圈但仍可以是巨大的。当然，作为选择，对于E型芯体，平面绕组可以在一个或两个区域24周围，或者在区域24和22两者周围，只要它们正确地互连以实现所要求的互补绕组感应即可。现在参考图2，示出了电路板26的设置有E型芯体28和I型芯体30的部分。在一个实施例中，顶面具有粘合剂的标签32放置在电路板26的下方，并且E型芯体28和I型芯体30通过典型的取放机器放置在板26的适当位置处，其中E型芯体和I型芯体牢固地粘附到标签32的粘合面。在这点上，印刷电路板26中的开口稍大于E型芯体28和I型芯体30，从而在芯体周围留有一些间隙用于后续利用适当的灌注混合物进行填充。灌注混合物可以是硬的灌注混合物如环氧树脂，或者作为选择可以是柔性的灌注混合物，如硅橡胶。如果需要，硅橡胶在E型芯体28和I型芯体30与背板印刷电路板26之间提供一定的柔性。然而，这种柔性可能不需要，因为印刷电路板和刚性的灌封材料的组合使印刷电路板非常刚性，以避免背板挠曲。同样，该背板印刷电路板不会经受现有技术的背板印刷电路板的相对较高的力，因为其上没有用于现有技术的连接器充分接合所需的任何高的力，尽管在一些应用中可能会遇到振动。在所附权利要求中，这种环氧树脂和硅橡胶的材料被认为是用于相应芯体的有效安装件，因为它们将芯体保持在位，而不是被弹性安装来适应力的作用下可能的偏转。当然，一旦完成，组装后的背板印刷电路板26又成为更大的组件的一部分，该更大的组件形成可能取决于应用而变化甚大的支撑底盘的某一部分。在本专利技术中，背板印刷电路板26上的E型芯体28(图2)与要连接到背板上的模块中的相应E型芯体相遇。因为在优选实施例中这种E型芯体用于将AC电力从背板传输到安装在背板上的模块，所以从背板多层印刷电路板26上的主平面绕组25向模块中的E型芯体上的导线绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连接器，用于将电力从背板传输到安装在所述背板上的模块，所述连接器包括：第一E型磁芯，其具有中间腿部以及第一和第二外腿部，所述中间腿部和外腿部在其第一端部连接并且利用延伸到背板上的开口中的第二端部被安装，所述背板具有环绕三个腿部中的至少一个的印刷线圈；第二E型磁芯，其具有中间腿部以及第一和第二外腿部，所述中间腿部和外腿部在其一个端部连接并且利用邻近模块的端部安装的第二端部被安装，所述模块具有环绕三个腿部中的至少一个的至少一个缠绕线圈；所述背板和所述模块构造成使得当所述模块安装到所述背板上时所述背板上的E型磁芯的每个腿部的第二端部与模块中的E型磁芯的对应腿部对准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·卡尔文，A·罗亚凯尔斯，
申请(专利权)人：基岩自动化平台公司，J·G·卡尔文，A·罗亚凯尔斯，
类型：发明
国别省市：美国;US