尊重行業(yè)標準是電子工程職業(yè)的核心所在。這毋庸置疑,但遵守行業(yè)標準也有可能阻礙工程師的設計目標。新太空產業(yè)就是這樣一個領域,追求更小、更輕、更實惠的組件是該領域的關鍵標準。
隨著私人航天業(yè)的問世,產業(yè)動向有所改變。諸多行業(yè)新手與著名老牌企業(yè)共存,且許多小規(guī)模風投力量(包括商業(yè)型和學術型)也在逐步融入。一般而言,這些企業(yè)將開發(fā)某種形式的納米衛(wèi)星,或中等規(guī)模的納米衛(wèi)星群。
在大多數(shù)情況下,項目必須遵守的設計準則與領域內傳統(tǒng)的設計準則大相徑庭。最重要的是,一定要采用能夠盡可能簡化設計并且提高成本效益的組件。
如果工程師們查看航天機構的準用清單,就會發(fā)現(xiàn)其中列載的部分連接器規(guī)格多年不變。這些組件可能還需充分適應與納米衛(wèi)星實施相關的重量、尺寸和預算限制。如果指定使用這些組件,就無法在可用空間內容納全部必需功能。更重要的是,最終的重量恐怕會超過分配給項目的火箭發(fā)射有效載荷。
誠然,在特定情況下(如政府資助的合資企業(yè)),遵守某些標準是強制要求。但是,如果情況并非如此,工程師可能傾向于選擇符合高可靠性和高性能標準的商用現(xiàn)貨 (COTS) 產品。在航天發(fā)射條件下,強大的抗沖擊和抗振動性能至關重要。此外,在太空中,強大的釋氣性能可確保連接器不會削弱環(huán)境設備,更不會危及性能。這條路線賦予了設計師們更大的設計靈活性,支持其在預算范圍內解決應用的工程限制。
高可靠性 COTS 產品不僅適用于新太空產業(yè),工業(yè)、航空航天與國防、電動汽車 (EV) 和充電基礎設施也是可以通過迅速采用 COTS 連接器產品,助力加速產品開發(fā)的領域。此外,隨著采購選擇范圍的擴大,一旦出現(xiàn)供應渠道短缺問題,這些行業(yè)也可避免長交貨期等待。
Harwin 連接器的設計理念主要以工程師需求為中心。因此,品牌推出的 HRi 系列連接器兼具工程師設計所需的高可靠性和高性能屬性,同時也滿足尺寸、重量、功率和成本 (SWAP-C) 目標。這一高可靠性 (Hi-Rel) 的互連產品組合中包含了小巧輕盈的 Gecko 系列產品、高密度的 Datamate 系列產品和高功率的 Kona 系列產品。這些連接器具有良好的抗沖擊和抗振動性能,釋氣表現(xiàn)卓越,因而全方位符合美國國家航空航天局 (NASA) 和歐洲航天局 (ESA) 的嚴格要求。
前沿性能
1.25 毫米高可靠性 Gecko 連接器可用于納米衛(wèi)星等多重領域,滿足節(jié)省板上面積和系統(tǒng)整體減重的迫切需求。除了具備行業(yè)前沿的性能和有 COTS 供貨之外,該系列產品也可助力納米衛(wèi)星更加適應現(xiàn)代航天事業(yè)。該系列連接器可出色抵御機械應力,并搭載了各種配接固位鎖定機構。工作溫度范圍介于 -65°C 至 +150°C 之間,優(yōu)勢明顯。
圖 1:Gecko-MT 連接器緊密集成 10A 電源觸點和 1.25 毫米間距信號觸點
Gecko-MT 型號產品集數(shù)據(2.8A)和電源(10A)傳輸功能于一身,為工程師提供了 Combi-D/Micro-D 規(guī)格之外頗具吸引力的替代選擇。通過指定這些組件,工程師可以進一步簡化設計,減少布線以縮小體量和減輕重量。由于組件用量更少,還可以降低材料成本。這些組件輕盈小巧,還可用于無人駕駛飛行器 (UAV) 和無人機。
圖 2:Datamate Mix-Tek 連接器支持單個連接器搭載單排電源/同軸觸點與雙排信號觸點的配置
Harwin 的 Datamate 系列產品問世已近 40 年之久,該系列連接器自問世以來便一直備受諸多要求嚴苛的應用領域青睞,并在航天領域擁有歷史悠久的業(yè)績。這些連接器具有強大的抗沖擊和抗振動性,可承受高達 +125°C 的溫度。經過 SWaP-C 優(yōu)化的 2 毫米間距組件占用空間小,能夠置入其他同類連接器難以容身的狹小空間。與 Gecko 系列一樣,Datamate Mix-Tek 系列也可在更狹小的空間內傳輸數(shù)據和電力。
圖 3:Kona 系列推出電源連接器優(yōu)越之選,觸點間距 8.5 毫米,單個觸點最大電流 60A。
近來,隨著 Kona 系列的推出,Harwin 大大提高了 HRi 產品組合的功率水平,每個觸點可傳送電流達到 60A。采用高功率運行和高可靠性的組合對于這種尺寸和規(guī)格的連接器而言可謂獨樹一幟。盡管這些連接器的觸點間距為 8.5 毫米,但輸送大電流所需的觸點較少,因此占用的板上空間相對較小。
選擇連接器的實用方法
總而言之,盡管行業(yè)標準本應幫助工程師找到最適合其設計的互連組件,但現(xiàn)實的復雜程度有時遠超想象。通過以更加務實的方式選擇連接器,工程師可以獲享高可靠性互連解決方案帶來的惠益,同時實現(xiàn) SWAP-C 目標,且不受供應鏈停滯的影響。