Разъем постоянного тока (или вилка постоянного тока для одного распространенного типа разъема) — это электрический разъем для подачи питания постоянного тока (DC).
По сравнению с бытовыми вилками и розетками переменного тока , разъемы постоянного тока имеют гораздо больше стандартных типов, которые не являются взаимозаменяемыми. Размеры и расположение разъемов постоянного тока можно выбирать таким образом, чтобы предотвратить случайное соединение несовместимых источников и нагрузок. Типы варьируются от небольших коаксиальных разъемов, используемых для питания портативных электронных устройств от адаптеров переменного тока , до разъемов, используемых для автомобильных аксессуаров и аккумуляторных блоков в портативном оборудовании.
Эти разъемы сверхнизкого напряжения рассчитаны на напряжение 120 В постоянного тока или ниже.
Маленькие цилиндрические разъемы бывают разных размеров. Они могут быть известны как «коаксиальные силовые разъемы», «цилиндрические разъемы», «концентрические цилиндрические разъемы» или «наконечники».
Эти вилки предназначены для использования с кабелем, подключенным к внешнему адаптеру переменного тока ( источнику питания ). Соответствующий разъем или розетка постоянно крепятся к оборудованию, подающему питание. Некоторые из этих разъемов содержат нормально замкнутый контакт, который можно использовать для отключения внутренних батарей при каждом подключении источника питания, что позволяет избежать риска протечки или взрыва батареи, вызванного неправильной перезарядкой батарей.
Цилиндрические вилки обычно имеют изолированный наконечник, предназначенный для вставки штыря. Внешний корпус вилки представляет собой один контакт, чаще всего, но не всегда, отрицательной стороны питания. Вилки с обратной полярностью могут повредить схему при подключении, даже если напряжение правильное; не вся техника оснащена защитой. Штифт, установленный в гнезде, контактирует со вторым внутренним контактом. Внешний контакт штекера часто называют стволом , втулкой или кольцом , а внутренний — наконечником .
Эти разъемы питания бывают самых разных размеров и конструкций, и многие из них очень похожи друг на друга, но не совсем совместимы механически или электрически. Помимо множества типовых конструкций (изначальный разработчик которых неизвестен), существует как минимум два различных национальных стандарта — EIAJ в Японии и DIN в Германии , а также разъем JSBP, используемый на некоторых портативных компьютерах. Японский стандарт EIAJ включает пять различных типоразмеров, каждый из которых поддерживает определенный диапазон напряжений. Однако большинство других коаксиальных разъемов питания постоянного тока не имеют определенной привязки к напряжению. Универсальные вилки часто называют в честь диаметра штифта, на который они рассчитаны.
Многие непатентованные коаксиальные вилки питания имеют внешний диаметр (НД) 5,5 мм (0,22 дюйма) и длину 9,5 мм (0,37 дюйма). В разъемах для корпуса вилки этого размера обычно используются два размера контактов: 2,1 мм (0,083 дюйма) и 2,5 мм (0,098 дюйма), и вилки должны совпадать. Если размер неизвестен, трудно отличить на глаз или при измерении заглушки с внутренним диаметром 2,1 мм и 2,5 мм; некоторые поставщики предлагают простые методы. [1]
Максимальный номинальный ток обычно варьируется от неуказанного до 5 А (11 А для специальных версий высокой мощности от некоторых компаний [2] ), при этом 1 А, 2 А и 5 А являются обычными значениями. [3] Меньшие типы обычно имеют более низкие номиналы как по току, так и по напряжению. «Наконечник» (т. е. внутренний проводник) обычно имеет положительный (+) полюс, но в некоторых устройствах и источниках питания используется отрицательный полюс. Размер разъема обычно не указывает напряжение. За исключением некоторых фирменных разъемов, невозможно достоверно получить какую-либо информацию о параметрах питания (ток, напряжение, полярность, даже переменный или постоянный ток), исследуя разъем.
Разъемы питания постоянного тока с защелкой и блокировкой похожи на разъемы Mini-DIN , но имеют 3 или 4 более толстых контакта и немного больший ответный корпус. По этой причине они не подходят ни к одному из стандартизированных разъемов Mini-DIN. Однако в некоторых устройствах для питания вместо этого используется настоящий 4-контактный разъем Mini-DIN, что дает возможность соединить такой разъем с неправильным портом (например, выходом S-Video ).
Разъемы Molex часто использовались в качестве разъемов питания постоянного тока в персональных компьютерах, для дисководов гибких дисков, жестких дисков и компакт-дисков. Эти разъемы имеют четыре контакта: +5 В (красный), 2 общего заземления (черный) и +12 В (желтый). Периферийные устройства SATA используют разъем другого типа.
Разъемы Molex с блокировкой доступны в конфигурациях с 3, 4 и 6 клеммами.
Международная электротехническая комиссия (МЭК) разработала стандарт для системы 2-контактных вилок и розеток бытового и аналогичного назначения в стационарных и переносных устройствах, как внутри, так и снаружи помещений. Вилки и розетки безопасного сверхнизкого напряжения (SELV) рассчитаны на ток до 16 ампер и имеют восемь возможностей кодирования для индикации 6, 12, 24 или 48 вольт переменного или постоянного тока .
Разъем имеет круглую форму: вилка имеет два контакта, расположенных симметрично внутри круглого экрана, а гнездовой разъем имеет две розетки, окруженные круглой канавкой для установки вилки экрана, в свою очередь, окруженной вторым круглым экраном, выступающим на 6 мм ( 0,24 дюйма) за сопрягаемой поверхностью и закрывает штекерный разъем. (Он чем-то напоминает разъем меньшего размера IEC 60309. )
Размеры следующие: [6]
Мужской щит имеет две выступающие внутрь клавиши, которые входят в выемки на женском теле. Более крупный ключ расположен под прямым углом к контактам, имеет ширину 2,0 ± 0,1 мм (0,079 ± 0,004 дюйма) и заканчивается на радиусе 4,9 ± 0,1 мм (0,193 ± 0,004 дюйма) от центра разъема. Соответствующая выемка имеет ширину 2,3 ± 0,1 мм (0,091 ± 0,004 дюйма) и заканчивается на радиусе 4,6 ± 0,1 мм (0,181 ± 0,004 дюйма) от центра разъема.
Угол второй клавиши от первой указывает тип напряжения и тока. Восемь разрешенных углов кратны 30° и не кратны 90°. Углы ±30° и ±60° обозначают переменный ток (50 или 60 Гц), а углы ±120° или ±150° обозначают постоянный ток, при этом вывод под углом 90° является отрицательным, а вывод под углом 270° является положительным.
Второй ключ меньше первого, его ширина составляет 1,5 ± 0,1 мм (0,059 ± 0,004 дюйма), он заканчивается на радиусе 6,4 ± 0,1 мм (0,252 ± 0,004 дюйма) от центра разъема. Соответствующая выемка в корпусе гнездового разъема имеет ширину 1,8 ± 0,1 мм (0,071 ± 0,004 дюйма) и заканчивается на радиусе 6,2 ± 0,1 мм (0,244 ± 0,004 дюйма) от центра разъема.
При измерении углов по часовой стрелке, если смотреть на гнездовой разъем (против часовой стрелки, если смотреть на штекер), различные положения клавиш обозначают:
Так называемые «разъемы Mini IEC» не связаны между собой и даже вообще не стандартизированы IEC; их называют так, потому что они напоминают меньший по размеру разъем IEC C13 .
Разъемы Tamiya обычно используются в аккумуляторах и зарядных устройствах радиоуправляемых (игрушечных) автомобилей.
Разъем серии JST RCY имеет шаг 2,5 мм и производится компанией JST Mfg. Co., Ltd. [7] Он известен в кругах радиоконтроля как схема выключателя батареи (BEC) или разъем P. JST также производит другие типы разъемов, которые используются в радиоуправляемых устройствах и любительской электронике. [8]
Разъем T-Plug в стиле Deans представляет собой поляризованную вилку высокой мощности, которая предотвращает случайное перепутанное соединение. Это также относится, в частности, к предотвращению вспышки LiPo, которая может привести к ожогам или связанным с ними повреждениям. В зависимости от производителя вилки Deans чувствительны к перегреву во время пайки, так как пластик может стать мягким, а поверхности вилки легко деформироваться. В зависимости от конструкции выдерживают ток до 40А (импульсный до 70А).
Обычное назначение контактов T-Plug: отрицательный (-) — параллельный контакт; положительный (+) — перпендикулярный штифт.
Выступы/наконечники инвертора доступны в размерах 2, 4 и 8 AWG . Они предназначены для передачи очень больших токов напряжением до 600 В постоянного тока от аккумуляторных блоков, инверторов и других сильноточных нагрузок на терминальную шину и от них.
В прошлом использовались два разных стандарта систем бортового электропитания авиакомпаний (ISPSS) для постоянного тока. American Airlines в прошлом использовала автомобильную вспомогательную розетку . Большинство других авиакомпаний, обеспечивающих питание постоянным током, используют меньшую по размеру систему EmPower с 4-контактным разъемом D-серии от Hypertronics. Он может подавать напряжение 15 вольт максимум 5 ампер.
Разъемы Powerpole — это серия разъемов, разработанная Anderson Power Products [9] и доступная в различных размерах и цветах. Обычно используемые разъемы серий 15/30/45 совместимы друг с другом и используют одинаковые корпуса, но используют разные контакты для разных размеров проводов и требований к току.
Разъемы Powerpole физически и электрически не имеют пола, что позволяет избежать необходимости беспокоиться о том, какой конец является вилкой, а какой - розеткой или какой конец имеет правильную полярность, как в случае с физически, но не электрически бесполым двухпроводным разъемом для прицепа .
Powerpoles были приняты в качестве стандартного разъема постоянного тока 12 В большинством радиолюбительских организаций гражданской аварийной службы RACES и подразделений любительской радиослужбы ARES . Они обеспечивают хорошую пропускную способность по току для своих размеров. Они также облегчают подключение для людей с плохим зрением и освещением. Однако их можно относительно легко повредить, а иногда и легко отделить друг от друга с минимальным усилием, если не принять дополнительных мер по удержанию.
Разъем SAE представляет собой физически самосопрягающийся двухпроводной разъем постоянного тока-гермафродита, обычно используемый в солнечных батареях и автомобильных приложениях (также в мотоциклах ). Он назван так в честь Общества инженеров автомобильной промышленности , которое разработало спецификации, на которых основан этот разъем.
Хотя вилка физически гермафродитна и любой разъем SAE можно подключить к любому другому разъему SAE, они НЕ являются электрически гермафродитными, и необходимо соблюдать правильную полярность при подключении разных вилок друг к другу.
Этот разъем обычно используется для подачи заряда на обслуживание аккумулятора автомобиля. Полярность разъема при установке в транспортном средстве и подключении к аккумулятору всегда такова, что короткого замыкания не произойдет, если оголенная клемма коснется шасси автомобиля. В большинстве автомобилей это означает, что открытая клемма соединяется с отрицательной клеммой аккумулятора. И наоборот, положительная клемма зарядного устройства открыта для соединения со скрытой клеммой на стороне автомобиля. (На автомобилях с рамой с положительным заземлением, таких как старинные британские мотоциклы, все наоборот.)
Хотя существует риск короткого замыкания зарядного устройства, этот риск минимален и часто смягчается схемой самого зарядного устройства. С другой стороны, ток короткого замыкания свинцово -кислотных аккумуляторов , установленных в транспортных средствах, настолько велик, что короткое замыкание может привести к пожару или взрыву. Поэтому приоритет отдается предотвращению коротких замыканий аккумулятора автомобиля, а не зарядного устройства.
Хотя термин «разъем SAE» обычно используется для обозначения изображенного на рисунке двухконтактного разъема, существует множество различных стандартов разъемов, обозначенных SAE International , которые также могут обозначаться этим термином. Более того, хотя конструкция рассматриваемого разъема была вдохновлена и основана на стандартах SAE, сам разъем не имеет официального обозначения SAE.
Проведя исследование, мы обнаружили, что не существует спецификации, касающейся 2-контактного разъема SAE для формования. Спецификация SAE (Общества автомобильных инженеров) J928 рассматривает «Электрические клеммы – тип контактов и розеток», а SAE J1239 касается 4, 5 и 8-контактных разъемов прицепа, но, похоже, не существует спецификации SAE для 2-контактной конфигурации с формованием. .
Похоже, что 2-контактная конфигурация с дополнительной формовкой была своего рода ответвлением, разработанным в начале 80-х годов с использованием расстояния от 4-контактного разъема SAE, указанного в SAE J1239. Таким образом, с технической точки зрения двухконтактная конфигурация не регулируется каким-либо стандартом SAE, но они были разработаны для соответствия SAE J928 и J1239.
Конечно, перспектива SAE касалась автомобильных приложений, включая: сцепное устройство прицепа/проводку освещения, бортовые механизмы (такие как электрические стеклоподъемники) и обслуживание аккумуляторов.
- https://web.archive.org/web/20190701114324/http://sae2pin.com/tag/j928/ Проверено 21 мая 2020 г.
Спецификации SAE доступны для J928 и J1239, но для просмотра требуется оплата.
Автомобильную вспомогательную розетку еще называют розеткой для прикуривателя или розеткой для прикуривателя, поскольку изначально она проектировалась как прикуриватель для сигар — отсюда и ее довольно большие размеры. В настоящее время он используется для питания автомобильных аксессуаров, таких как портативные инверторы, зарядные устройства для мобильных телефонов и портативные холодильники.
Эти розетки изначально не были предназначены для подачи постоянного тока и не являются идеальным разъемом постоянного тока по нескольким причинам , но до сих пор широко используются для совместимости с существующими аксессуарами. Существует три размера: один для 6 В постоянного тока и два для 12 В постоянного тока [ нужна ссылка ] , и соединение вилок и разъемов 12 В постоянного тока разного размера проблематично. [ нужна ссылка ] Из-за этого, а также из-за того, что иногда используется провод небольшого сечения, они могут обеспечивать ненадежное подключение к электропитанию. [ нужна цитата ]
Полярность для розеток 12 В постоянного тока : центральный контакт положительный (+), внешний воротник отрицательный (-). Неправильная полярность может привести к повреждению некоторых электронных устройств.
Хотя номинальное напряжение свинцово-кислотной батареи 12 В составляет 12 В постоянного тока , при работающем двигателе система зарядки аккумулятора автомобиля доводит напряжение системы до 13,8 В постоянного тока или выше. [10] Возможный диапазон напряжений аккумулятора от 11–15 В постоянного тока должен учитываться устройствами, подключаемыми к гнезду прикуривателя.
Этот разъем также часто используется для питания аксессуаров на мотоциклах, например, одежды с подогревом (жилеты, перчатки и т. д.) или GPS-блоков. Это облегчает «подключение» в перчатках. Поскольку аксессуар не имеет собственного питания, риск «закорачивания» открытого разъема отсутствует. [ нужна цитата ]
_and_cigarette-lighter_2.jpg/1280px-Four_plugs_for_handlamp_sockets_(iso_4165)_and_cigarette-lighter_2.jpg)
По своей концепции аналогичный автомобильному прикуривателю, разъем ISO 4165 короче и меньше.
Чаще всего встречается на мотоциклах, он также известен как разъем «BMW Accessory», «Hella», «Merit», «Norm» или « Powerlet ».
В телерадиовещании, кино- и телеиндустрии 4-контактный разъем XLR является стандартом для питания 12 В. Разъемы подключены: контакт 1 отрицательный, контакт 4 положительный. Часто контакты 1 и 2 будут отрицательными, а контакты 3 и 4 — положительными для более высокого номинального тока. Гнездовые разъемы используются в качестве источника питания, а вилочные разъемы используются для нагрузки. Большинство аккумуляторных ремней и источников питания выдают напряжение 13,2 В, но оборудование обычно может работать в диапазоне 11–18 В для размещения аккумуляторных блоков различного напряжения и зарядки во время работы.
Легкодоступный разъем XLR3 также используется некоторыми производителями в качестве вилок питания, несмотря на то, что он является общепринятым стандартом для других целей.
В Австралии розетка Clipsal Т-конфигурации используется для розеток постоянного тока сверхнизкого напряжения, например, в автономных системах электропитания (SAPS) или на лодках, чтобы предотвратить случайное подключение приборов на 12 В к розетке на 240 В. магазины. [11] Этот разъем также используется для временного оборудования в машинах скорой помощи.
Контакты разъема взаимно перпендикулярны и обычно имеют вид заглавной буквы Т. Полярность на выходе может быть случайной, и ее необходимо проверять, чтобы избежать повреждения оборудования.
Из-за популярности USB для мобильных телефонов и планшетов USB-разъемы и вилки стали обычным выбором для других небольших устройств, которым требуется пять вольт или меньше, даже для тех, которые не требуют подключения для передачи данных. Примеры включают фонарики, игрушки, такие как небольшие вертолеты, и аккумуляторные батареи (которые, в свою очередь, подают пять вольт через USB для подзарядки других устройств). Доступны настенные розетки со встроенными адаптерами питания USB и розетки USB.
В 2009 году ЕС создал общую спецификацию внешнего источника питания , добровольную спецификацию, которая поощряла производителей мобильных телефонов использовать разъем micro USB-B . По состоянию на 2016 год в большинстве новых мобильных телефонов этот разъем использовался для зарядки. [ нужна цитата ]
В 2012 году была выпущена спецификация USB Power Delivery (PD). Спецификация USB PD обеспечивает возможность устройствам с напряжением 5 В потреблять более (предел спецификации зарядки аккумулятора USB) 7,5 Вт мощности от USB-портов с поддержкой PD при использовании USB-кабелей с поддержкой PD. Спецификация также позволяет портам USB PD обеспечивать еще большую мощность при более высоких напряжениях по кабелям с поддержкой PD — до 36 Вт при 12 В и 60 Вт при 20 В (для разъемов micro-USB) и до 60 Вт при 12 В и 100 Вт при 20 В (для стандартных разъемов USB A/B). [12]
.jpg/1280px-MacBook_with_Retina_Display_(5).jpg)
После того, как предыдущие разъемы были признаны устаревшими в USB 3.2, новый разъем USB-C стал новым стандартом для зарядки (и передачи данных) через USB. [13]
В Европейском Союзе Директива о радиооборудовании 2021/0291 требует, чтобы новые смартфоны использовали USB-C в качестве универсального зарядного устройства к концу 2024 года, а ноутбуки — к 2026 году. [14] [15]
Эти низковольтные разъемы рассчитаны на напряжение 1500 В постоянного тока или ниже.
Разъемы серий Anderson SBS [17] и SBS Mini рассчитаны на напряжение до 600 В постоянного тока при токе (в зависимости от разъема) 50 А, 75 А или 110 А. Однако они рассчитаны только на отключение под нагрузкой до 120 В постоянного тока. [17]
Эти разъемы используются в качестве разъемов аккумуляторных батарей в системах ИБП высокой мощности , где напряжение аккумуляторных батарей находится в диапазоне от 48 до 500 В постоянного тока.
Разъемы MC4 широко распространены на фотоэлектрических панелях . Поскольку эти панели подвергаются воздействию погодных условий в течение десятилетий, MC4 оснащен резиновым уплотнительным кольцом для защиты от влаги. Поскольку солнечные панели часто складываются в цепочки с напряжением в сотни вольт, MC4 имеет запирающие зажимы, удерживающие провода вместе. Поскольку солнечные панели могут быть соединены последовательно или параллельно, для положительных и отрицательных клемм используются отдельные разъемы.
Стандарт IEC TS 62735 [ 18] определяет разъемы, способные выдерживать напряжение от 294 до 400 В постоянного тока. В стандартной комплектации имеется два разъема на 2,6 кВт и 5,2 кВт. [19] Вилку с более низким током можно вставить в розетку с более высоким током, но вилка с более высоким током не будет сопрягаться с розеткой с более низким током. Вилку на 2,6 кВт можно отсоединить под нагрузкой, а вилку на 5,2 кВт — нет. [20]
Эти разъемы, предназначенные в первую очередь для подачи питания на компьютеры и коммуникационное оборудование, предназначены для того, чтобы центры обработки данных могли перейти к питанию оборудования постоянным током в качестве альтернативы переменному току.
Разъем Saf-D-Grid [21] обеспечивает напряжение до 600 В постоянного тока при токе до 30 А, при этом разъем занимает то же пространство, что и разъем IEC 320 C13/C14, обычно ограниченный до 250 В переменного тока при токе 10 А. Разъем также может быть отключился под нагрузкой.
Как и IEC 62735, этот разъем был разработан для замены разъема IEC, используемого в компьютерных источниках питания, чтобы вместо этого они могли работать от напряжения 380–400 В постоянного тока. Представленный в январе 2009 года [22] , он появился раньше конкурирующего стандарта IEC, однако, несмотря на это, не получил широкого распространения.
Разъем Imperium от Molex предназначен для автомобильного применения и рассчитан на 1000 В постоянного тока при токе 250 А. [23] С 2021 года производитель классифицирует этот разъем как устаревший. [24]
Чтобы избежать использования тяжелых трансформаторов на борту транспортных средств, зарядка аккумуляторных электромобилей высокой мощности осуществляется с помощью трансформаторов на наземной станции, а питание транспортного средства осуществляется постоянным током напряжением около 400 Вольт.
Есть несколько конкурирующих стандартов:
Эти высоковольтные разъемы рассчитаны на напряжение выше 1500 В постоянного тока.
Разъем типа «банан» , обычно рассчитанный только на сверхнизкое напряжение, доступен также в варианте для высокого напряжения. Эта версия разъема содержит толстый кожух вокруг разъемов «папа» и «мама», что позволяет использовать его при напряжении до 30 кВ. Кожух обычно достаточно глубокий, чтобы предотвратить соединение с помощью традиционных штекеров типа «банан». Этот тип разъема часто можно увидеть на испытательном оборудовании высокого напряжения, таком как источники питания и вольтметры, способные выдерживать напряжение 10 кВ и выше.