在《電子設計技術》(EDN Taiwan)網站最近發表的一篇「把兩條電纜接在一起的好方法…」(Best Way to Twist Electric Wires Together)部落格文章中,介紹了將一根電線連接到另一根電線的幾種方法。這些連接看起來是固定的,而且連接的過程冗長而乏味。我自己的方法做起來很快,並且可以拆開來重新連接。

我先做個自我介紹:我曾在一家大型德國連接器公司工作,現任雇主是從我前一家公司拆分出來的,而且兩家公司關係密切。我之前寫過兩篇部落格文章:「哪一種PCB連接器最好?」(Which PCB Connectors Are Best? ),以及「不尋常的連接器」(Unusual connectors),記錄了多年來我在工業領域的幾項專案中使用過的連接器。

在此還要提醒一下各位:兩根電線可以接在一起,並不表示就應該將兩根電線接在一起。電線的規格和形式(即實芯線與絞合線)通常會不同;最細的電線必須能夠承載電路的最大電流;而且,兩根電線之間的連接會產生一個較大的串聯電阻,特別是當連接不好時,在極端情況下,接頭可能發燙。

電線的連接應該根據電壓和電流要求符合一定的標準。標準的存在總有它的道理,如果忽視,就可能帶來危險 —— 有時甚至以意想不到的方式。例如,一位朋友以最低的價格讓承包商安裝了一些射燈,後來發生了一起與此無關的火災,但保險公司卻拒絕賠償,原因是射燈的安裝不合要求。這個教訓得記住......

直插式連接器

若想連接多個不同的電路,可以選擇直插式(in-line)連接器,如圖1所示。

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圖1:ALtech雙極Eurostrip HE4WPR/02連接器。(圖片來源:Digi-Key)

然而,直插式連接器這個題目太大,不是我在這裡想討論的。

接線螺帽

接線螺帽(圖2)顏色和尺寸有多種。你家裡可能就有幾十個這樣的接線螺帽藏在牆裡面。接線螺帽的圓錐頭是絕緣體,裡面是螺紋。

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圖2:接線螺帽Molex 0191600039。(圖片來源:Digi-Key)

剝去電線兩頭的外皮,插入絕緣錐中,然後擰緊。事實上使用接線螺帽可以將規格很不匹配的電線接在一起,也可以將實芯線和多股線接在一起,還將兩根、三根甚至四根電線接在一起。如果電線的裸露部分位於絕緣錐內,就可以保護完全隔離。然而,如果接頭本身不是很緊固,拉牽力就能讓它分開,所以需要考慮應用中是否會產生機械拉力。好的方面是可以把它擰開,然後進行修正。

有一種使用小金屬帽而不是絕緣錐的接線螺帽,價格很便宜。使用方法是先插入電線,然後將它們壓接在一起。

鏟型端子

熟悉汽車配線的人都知道鏟形端子(圖3),這些端子壓接在剝去外皮的電線上。

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圖3:鏟形端子。絕緣部分的顏色表示要使用的電線規格。絕緣有很多種,從沒有到完全覆蓋, 製造商也有很多。圖中所示為Panduit DNF18-250-M。(圖片來源:Digi-Key)

大多數情況下,鏟形端子的刀片部分連到繼電器或其它器件,然後將鏟子壓在上面。不過,也可以找到“浮動刀片”與“浮動鏟子”匹配(圖4)。

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圖4:浮動刀片端子。絕緣部分的顏色表示要使用的電線規格。絕緣有很多種,從沒有到完全覆蓋,製造商也有很多。圖中所示為Panduit DNF14-250FIM-M。(圖片來源:Digi-Key)

應該注意將接點完全隔離。雖然有時候這可能很困難(與所有鏟形連接一樣),但可以將連接兩邊分開。

對接接頭

它們使用的絕緣顏色編碼和壓接工具與鏟形端子相同,所以對接接頭(圖5)與鏟形端子通常出現在製造商的同一產品系列中。

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圖5:對接接頭。這是Phoenix Contact的3240061。(圖片來源:Digi-Key)

這只是一根金屬管(有時是絕緣的),將電線的一端剝去外皮,放入管的一端,壓接,然後用同樣的方法將另一根電線壓接在管的另一端。

子彈型連接器

上面提到的對接連接是永久性的,還有一種連接是介於對接連接和飛刀連接之間的,通常被稱為「子彈型」(bullet)連接(圖6)。

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圖6:子彈頭連接器對。左邊是Panduit EBV18-4MB-Q,右邊是Panduit EBV18-4B-Q。注意這種特殊組合是不絕緣的。當然,有些型號可以滿足這一需求。(圖片來源:Digi-Key)

子彈型連接包括子彈形狀的金屬頭(同樣用絕緣部分的顏色表示要使用的電線規格),電線被壓接到一端,然後將子彈頭插入一個類似的管中。

電線接頭連接器

如果你只是想把電線接到現在的電線上去,就可以切斷電線,進行三向連接。我也只能接受這種很不優雅的做法了,剝掉電線的一小部分絕緣層,然後裹住/焊接抽頭。這裡要介紹的是一種更好的方法,叫做電線接頭連接器(圖7)。

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圖7:3M Scotchlok 560電線接頭連接器。(圖片來源:Digi-Key)

這種連接器有兩個通道。將主電線伸入一個通道,將抽頭(未剝外皮)伸入第二個通道,然後閉合元件。這時可能需要一把老虎鉗來使金屬刀片穿過兩根導線的絕緣層(這種方法稱為絕緣位移端子技術,或IDT),金屬刀片固定在適當位置,將電線短接在一起。

帶IDT的對接接頭

採用IDT之後,還有一些對接(butt-splice)接頭可以給我們帶來便利,如圖8所示的Keystone i-Clamp。

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圖8:採用絕緣位移技術的Keystone 8377單線對接接頭(圖片來源:Digi-Key)

最後是Wago的產品,剛在我的桌上發現的(圖9)。它是一個連接塊,有不同的型號,可容納兩到五個導體。剝去外皮的電線通過操作桿固定到位,若想斷開連接也非常容易。

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圖9:Wago 221系列連接塊。(圖片來源:Wago)

Wago提供了一個基座來固定連接塊,一些型號還含有一個用於測量的探測接取點。

在上面提到的這些有趣的連接方法中,我會說接線螺帽用得最多。EDN的讀者朋友們,您通常用什麼方式接線呢?期待您的留言。

網友@David Ashton:

  • Eurostrip——我們習慣稱之為「巧克力棒」(chocolate bar),即使它是由軟塑膠做成而且不能折斷。之所以這樣叫,我覺得是因為它看起來像巧克力那樣一段一段的。
  • 接線螺帽——我們用過一種陶瓷接線螺帽,螺紋鑄在陶瓷上,這挺可怕的。我也有過一些塑膠接線螺帽,末端嵌了一條金屬彈簧,它們絕對可靠。
  • Wago¬¬——我喜歡這種槓桿式連接器,我最近在PCB上採用了這種連接器而不是常見的螺紋接線端子。螺紋類型也行,但是可能需要與孔的大小相配的螺絲刀 :-)

此外,我也非常喜歡單端螺紋連接器,它是介於eurostrip和接線螺帽之間的一種連接器:

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這種連接器的實際長度約1/2至3/4英吋。將電線(最好是絞在一起)穿到底部並擰緊螺絲。我一直以為它們是PB連接器,不過從網路上瞭解到,PB連接器與其相似卻是壓接類型。我最近買的一個吊車出了故障,原因就是其中一個連接器鬆了......

編譯:Jenny Liao

(參考原文: Alternative Approaches to Connecting Electrical Wires,by Aubrey Kagan)