Пружинный штифт или пружинный штифт — это тип электрического соединительного механизма, который используется во многих современных электронных устройствах и в сфере тестирования электроники. [1] Они используются из-за своей повышенной прочности по сравнению с другими электрическими контактами , а также устойчивости их электрического соединения к механическим ударам и вибрации. [2]
Название «пого-штифт» происходит от сходства штифта с пого-стиком — встроенная в штифт спиральная пружина прикладывает постоянную нормальную силу к задней части сопрягаемого гнезда или контактной пластины, противодействуя любому нежелательному движению, которое в противном случае могло бы вызвать прерывистое соединение. Эта спиральная пружина делает пого-штифты уникальными, поскольку большинство других типов механизмов штифтов используют консольную пружину или расширительную втулку. [3]
Полный путь соединения требует ответного гнезда для штифта, который называется мишенью или землей . Мишень pogo состоит из плоской или вогнутой металлической поверхности, которая в отличие от штифтов не имеет подвижных частей. Мишени могут быть отдельными компонентами в полной сборке разъема или, в случае печатных плат, просто металлизированной областью платы.
Подпружиненные штифты — это прецизионные детали, изготавливаемые с помощью токарной обработки и выдавливания , не требующей использования пресс-формы, что позволяет производить изделия в меньших количествах и с меньшими затратами.
Базовый подпружиненный штифт состоит из 3 основных частей: плунжера , ствола и пружины . [2] Когда к штифту прикладывается сила, пружина сжимается, и плунжер перемещается внутри ствола. Форма ствола удерживает плунжер, не давая пружине вытолкнуть его, когда штифт не зафиксирован на месте.
В конструкции электрических контактов требуется определенное количество трения , чтобы удерживать разъем на месте и сохранять контактную отделку. 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 стволом, чтобы он мог легко скользить, при вибрации или движении могут происходить кратковременные отключения. Чтобы противостоять этому, плунжер обычно имеет небольшой наклон, чтобы обеспечить непрерывное соединение. [ необходима цитата ]
Многие производители создали свои собственные фирменные вариации этой конструкции, чаще всего изменяя интерфейс между плунжером и пружиной. Например, между двумя компонентами может быть добавлен шарик, или плунжер может иметь угловой или утопленный кончик. [4]
В качестве основного материала плунжера и корпуса пружинных штифтов обычно используется латунь или медь , на которую нанесен тонкий слой никеля .
Как это часто бывает в электрических разъемах, производители часто применяют золотое покрытие, которое повышает долговечность и сопротивление контакта. [5]
Пружины обычно изготавливаются из медных сплавов или пружинной стали .
Пружинные разъемы используются в самых разных областях как в промышленной, так и в бытовой электронике:
Когда штифты pogo используются в разъеме, они обычно располагаются в плотном массиве, соединяя множество отдельных узлов двух электрических цепей . Они обычно встречаются в автоматическом испытательном оборудовании , таком как тестеры bed of nails , где они обеспечивают быстрое и надежное соединение тестируемых устройств (DUT). В одной из чрезвычайно плотных конфигураций массив принимает форму кольца, содержащего сотни или тысячи отдельных штифтов pogo; это устройство иногда называют башней pogo . [ необходима цитата ]
Их также можно использовать для более постоянных соединений, например, в суперкомпьютере Cray-2 . [6]
При использовании в приложениях с наивысшей производительностью штифты pogo должны быть очень тщательно спроектированы, чтобы обеспечить не только высокую надежность в течение многих циклов соединения/разъединения, но и высокоточную передачу электрических сигналов . Сами штифты должны быть твердыми, но при этом покрытыми веществом (например, золотом ), которое обеспечивает надежный контакт. Внутри корпуса штифта плунжер должен иметь хороший электрический контакт с корпусом, чтобы пружина с более высоким сопротивлением не переносила сигнал (вместе с нежелательной индуктивностью , которую представляет пружина). Конструкция штифтов pogo, которые будут использоваться в цепях с согласованным импедансом , особенно сложна; для поддержания правильного характеристического импеданса штифты иногда располагаются так, чтобы один штифт, несущий сигнал, был окружен четырьмя, пятью или шестью заземленными штифтами. [ требуется цитата ]
Подпружиненные разъемы могут быть объединены с магнитами для формирования прочного и надежного соединения – техника, которая широко используется для потребительской электроники, такой как ПК 2-в-1 и высокочастотной передачи данных. Одним из примечательных примеров этого является разъем MagSafe от Apple . [7]
Хотя pogo pin часто используется как общее название, он является зарегистрированной торговой маркой Everett Charles Technologies (ECT). [8]
Золото обычно указывается в качестве контактного покрытия для низкоуровневых сигнальных напряжений и токов, а также там, где высокая надежность является основным фактором.
Pogo является зарегистрированной торговой маркой Everett Charles Technologies