RU209144U1

RU209144U1 - Plug-in connector for connecting low-voltage power circuits and data transmission channels

Info

Publication number: RU209144U1
Application number: RU2021133282U
Authority: RU
Inventors: Олег Заславский; Александр Народицкий; Наталья Народицкая; Лариса Пушкарева
Original assignee: Заславский Олег Анатольевич
Priority date: 2021-11-16
Filing date: 2021-11-16
Publication date: 2022-02-03

Abstract

Полезная модель относится к входным/выходным электрическим соединителям, таким как соединители для аудиосигналов и соединители для данных. Штекерный разъемный соединитель для соединения силовых низковольтных цепей и каналов передачи данных содержит вилку в виде диэлектрического корпуса, соединенную с диэлектрической подложкой, включающей пазы для крепления проводников. Пазы для крепления проводников расположены с каждой стороны диэлектрической подложки и выполнены под две контактные группы: силовую, состоящую из 4 силовых металлических контактов, выполненных сечением 4х2,5 мм, высотой 2,5 мм и толщиной 4 мм, и информационную, состоящую из 8 информационных металлических контактов, выполненных сечением 0,5х0,5 мм, высотой 0,5 мм и толщиной 0,5 мм. Диэлектрическая подложка выполнена шириной и длиной 12,7 мм. Металлические контакты разделены диэлектрическими выступами, являющимися ребрами жесткости. Диэлектрические выступы между силовыми металлическими контактами выполнены высотой 2,5 мм. Диэлектрические выступы между информационными металлическими контактами выполнены высотой 0,5 мм. Технический результат: повышение электрической мощности подключаемого устройства при сохранении минимальных размеров и возможности использования для подключения одного кабеля. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to electrical input/output connectors such as audio signal connectors and data connectors. A plug-in connector for connecting power low-voltage circuits and data transmission channels contains a plug in the form of a dielectric housing connected to a dielectric substrate, which includes grooves for attaching conductors. Slots for fastening conductors are located on each side of the dielectric substrate and are made for two contact groups: power, consisting of 4 power metal contacts, made with a cross section of 4x2.5 mm, 2.5 mm high and 4 mm thick, and information, consisting of 8 information metal contacts made with a cross section of 0.5x0.5 mm, a height of 0.5 mm and a thickness of 0.5 mm. The dielectric substrate is 12.7 mm wide and 12.7 mm long. Metal contacts are separated by dielectric protrusions, which are stiffeners. The dielectric protrusions between the power metal contacts are made 2.5 mm high. The dielectric protrusions between the information metal contacts are made 0.5 mm high. EFFECT: increased electrical power of the connected device while maintaining minimal dimensions and the possibility of using one cable to connect. 2 w.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к входным/выходным электрическим соединителям, таким как соединители для аудио (сигналов) и соединители для данных.The utility model relates to electrical input/output connectors such as audio (signal) connectors and data connectors.

Стандартные соединители для устройств мощностью более 50 ватт имеют 2 разных соединителя, силовое питание и соединитель для передачи данных. Данный соединитель позволяет соединять устройства с силовой сетью до 36 вольт и информационными каналами одним кабелем.Standard connectors for devices over 50 watts have 2 different connectors, a power supply and a data connector. This connector allows you to connect devices with a power network up to 36 volts and information channels with one cable.

Современным стандартом подключения электронных устройств до 20 ватт является соединитель стандарта USB power type-c.The modern standard for connecting electronic devices up to 20 watts is the USB power type-c connector.

Но его размеры и конструкция не позволяют подключать устройства мощностью более 240 ватт при используемом напряжении 48 вольт. But its dimensions and design do not allow connecting devices with a power of more than 240 watts at a voltage of 48 volts used.

Из уровня техники известен гнездовой разъем универсальной последовательной шины (USB), расположенный внутри электронного устройства для подсоединения штекерного разъема, причем на корпусе электронного устройства расположено штекерное отверстие для ввода штекерного разъема, содержащий основание и блок соединительного терминала, причем основание и корпус устройства образованы в виде единого целого, на основании расположен приемный паз, соответствующий штекерному отверстию, а блок соединительного терминала установлен внутри приемного паза. (RU 2656337 C2, 05.06.2018). A universal serial bus (USB) female connector is known from the prior art, located inside an electronic device for connecting a plug connector, and a plug hole for inserting a plug connector is located on the body of the electronic device, containing a base and a connection terminal block, and the base and body of the device are formed in the form integrally, on the base there is a receiving slot corresponding to the plug hole, and the connection terminal block is installed inside the receiving slot. (RU 2656337 C2, 06/05/2018).

Из уровня техники известен разъем для позиционирования USB Type-C, содержащий изолирующий корпус, клеммный набор изолирующих пластин и одноразовый позиционирующий элемент, при этом изолирующий корпус содержит верхнее основание и нижние основание, которые образованы на противоположных внутренних сторонах; набор клемм расположен внутри изолирующего корпуса и включает верхний набор клемм, сформированный на верхнем основании, и нижний набор клемм, сформированный на нижнем основании, и одна сторона верхнего набора клемм снабжена множеством верхних упорных сторон, проходящих внутрь пространства для прилегания, а другие стороны верхних сторон прилегания снабжены множеством верхних сварных сторон, выходящих за пределы другой стороны изолирующего корпуса, при этом одна сторона нижнего ряда клеммных групп снабжена множеством нижних сторон прилегания, проходящих в пространство прилегания, а другие стороны нижних сторон прилеганя снабжены множеством нижних сторон сварки, выходящих за пределы другой стороны изолирующий корпус; распорная пластина изготовлена из металлического материала и прикреплена к внутренней части изолирующего корпуса и расположена между верхним и нижним клеммными рядами, образуя экран и изоляцию, а внутренняя часть одноразового позиционирующего элемента имеет приемное пространство для размещения изолирующего корпуса, клеммной колодки и изолирующей пластины. (TWM 614748 U, 21.07.2021).In the prior art, a USB Type-C positioning connector is known, comprising an insulating housing, a terminal set of insulating plates and a disposable positioning element, while the insulating housing comprises an upper base and a lower base, which are formed on opposite inner sides; the set of terminals is located inside the insulating case and includes an upper set of terminals formed on the upper base and a lower set of terminals formed on the lower base, and one side of the upper terminal set is provided with a plurality of upper thrust sides extending into the abutment space, and the other sides of the upper sides the abutments are provided with a plurality of upper weld sides extending beyond the other side of the insulating housing, wherein one side of the lower row of terminal groups is provided with a plurality of lower abutment sides extending into the abutment space, and the other sides of the lower abutment sides are provided with a plurality of lower welding sides extending beyond the other side insulating housing; the spacer plate is made of metal material and is attached to the inside of the insulating case and is located between the upper and lower terminal rows, forming a screen and insulation, and the inside of the disposable positioning member has a receiving space for accommodating the insulating case, the terminal block and the insulating plate. ( TWM 614748 U, 07/21/2021).

Из уровня техники также известен штекерный соединитель, содержащий:A plug connector is also known from the prior art, comprising:

- вывод соединителя, имеющий первую и вторую противоположные стороны и третью и четвертую противоположные стороны, каждая из которых протягивается между первой и второй главными сторонами, при этом каждая из третьей и четвертой сторон является значительно более узкой, чем первая или вторая стороны;- a connector terminal having first and second opposite sides and third and fourth opposite sides, each of which extends between the first and second main sides, with each of the third and fourth sides being significantly narrower than the first or second sides;

- множество электрических контактов, переносимых посредством вывода соединителя, причем множество контактов включает в себя первое множество контактов, сформированных на первой главной стороне, и второе множество контактов, сформированных на второй главной стороне, при этом первое множество контактов симметрично разнесено со вторым множеством контактов, и вывод соединителя имеет форму со 180-градусной симметрией, так что вывод соединителя может быть вставлен и функционально соединен с соответствующим розеточным соединителем в любой из двух ориентации; и- a plurality of electrical contacts transferred by a connector lead, the plurality of contacts including a first plurality of contacts formed on the first main side and a second plurality of contacts formed on the second major side, the first plurality of contacts being symmetrically spaced apart from the second plurality of contacts, and the connector pin is shaped with 180-degree symmetry so that the connector pin can be inserted and operably connected to the corresponding female connector in either of two orientations; and

- средства фиксации, сформированные на третьей и четвертой сторонах около дистального конца вывода соединителя, которые адаптированы для функционального зацепления с механизмом фиксации в соответствующем розеточном соединителе во время события сопряжения, при этом средства фиксации выступают в качестве заземляющих контактов. (RU 2544839 C2, 20.03.2015 г.).- locking means formed on the third and fourth sides near the distal end of the connector pin, which are adapted to operably engage with the locking mechanism in the corresponding female connector during a pairing event, with the locking means acting as ground contacts. (RU 2544839 C2, March 20, 2015).

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является разъем питания для айфона, содержащий вилку в виде диэлектрического корпуса, соединенную с диэлектрической подложкой, включающей пазы для крепления проводников, раскрытый на сайте https://habr.com/ru/post/509828/, дата публикации информации – 15.02.2021 г.The closest analogue of the claimed utility model is a power connector for an iPhone, containing a plug in the form of a dielectric housing connected to a dielectric substrate, including grooves for attaching conductors, disclosed on the website https://habr.com/ru/post/509828/, publication date information - 15.02.2021

В приведенных технических решениях используется подключение устройств мощностью до 240 ватт при напряжении до 48 вольт и отсутствует разделение информационных линий и линий питания, при этом используются гораздо более тонкие проводники, не позволяющие подключить требуемую мощность.The above technical solutions use the connection of devices with a power of up to 240 watts at a voltage of up to 48 volts and there is no separation of information lines and power lines, while using much thinner conductors that do not allow connecting the required power.

Таким образом, недостатком известного уровня техники является возможность подключения устройства малой мощности.Thus, the disadvantage of the prior art is the ability to connect a low power device.

Техническая проблема полезной модели заключается в создании штекерного соединителя, который позволяет подключать одним кабелем силовые линии до 1440ватт и каналы передачи данных.The technical problem of the utility model is to create a plug-in connector that allows you to connect power lines up to 1440 watts and data channels with one cable.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение электрической мощности подключаемого устройства при сохранении минимальных размеров.The technical result of the claimed utility model is to increase the electrical power of the connected device while maintaining the minimum dimensions.

Технический результат полезной модели достигается тем, что штекерный разъемный соединитель для соединения силовых низковольтных цепей и каналов передачи данных, содержащий вилку в виде диэлектрического корпуса, соединенную с диэлектрической подложкой, включающей пазы для крепления проводников, согласно полезной модели пазы для крепления проводников расположены с каждой стороны диэлектрической подложки и выполнены под две контактные группы: силовую, состоящую из 4 силовых металлических контактов, и информационную, состоящую из 8 информационных металлических контактов, выполненных сечением 0,5х0,5 мм, высотой 0,5 мм и толщиной 0,5 мм, при этом 4 силовых металлических контакта выполнены сечением 4 х 2,5 мм, высотой 2,5мм и толщиной 4 мм, причем диэлектрическая подложка выполнена шириной и длиной 12,7 мм, а силовые и информационные металлические контакты разделены диэлектрическими выступами, являющимися ребрами жесткости.The technical result of the utility model is achieved by the fact that the plug-in connector for connecting low-voltage power circuits and data transmission channels, containing a plug in the form of a dielectric housing connected to a dielectric substrate, including grooves for attaching conductors, according to the utility model, grooves for attaching conductors are located on each side dielectric substrate and are made for two contact groups: power, consisting of 4 power metal contacts, and information, consisting of 8 information metal contacts, made with a cross section of 0.5x0.5 mm, a height of 0.5 mm and a thickness of 0.5 mm, with In this case, 4 power metal contacts are made with a cross section of 4 x 2.5 mm, a height of 2.5 mm and a thickness of 4 mm, and the dielectric substrate is made with a width and length of 12.7 mm, and the power and information metal contacts are separated by dielectric protrusions, which are stiffening ribs.

Кроме того, диэлектрические выступы между силовыми металлическими контактами выполнены высотой 2,5 мм.In addition, the dielectric protrusions between the power metal contacts are made 2.5 mm high.

Кроме того, диэлектрические выступы между информационными металлическими контактами выполнены высотой 0,5 мм.In addition, the dielectric protrusions between the information metal contacts are made 0.5 mm high.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где:The proposed utility model is illustrated by drawings, where:

На фиг. 1 представлен штекерный разъемный соединитель для соединения силовых низковольтных цепей и каналов передачи данных.In FIG. 1 shows a plug-in connector for connecting low-voltage power circuits and data transmission channels.

На фиг. 2 представлена последовательность чередования диэлектрических выступов и металлических контактов на диэлектрической подложке.In FIG. 2 shows the sequence of alternating dielectric protrusions and metal contacts on a dielectric substrate.

Штекерный разъемный соединитель содержит: 1 – диэлектрический корпус разъема, 2 – диэлектрическая подложка, 3 – кабель, 4 – контакт питания GND, 5 – диэлектрический выступ, 6 – контакт для подключения информационной линии, 7 – диэлектрический выступ, 8 – контакт для подключения информационной линии, 9 – диэлектрический выступ, 10 – контакт для подключения информационной линии, 11 – диэлектрический выступ, 12 – контакт для подключения информационной линии, 13 – диэлектрический выступ, 14 – контакт питания +.The plug-in connector contains: 1 - dielectric housing of the connector, 2 - dielectric substrate, 3 - cable, 4 - GND power contact, 5 - dielectric protrusion, 6 - contact for connecting the information line, 7 - dielectric protrusion, 8 - contact for connecting the information line, 9 - dielectric protrusion, 10 - contact for connecting the information line, 11 - dielectric protrusion, 12 - contact for connecting the information line, 13 - dielectric protrusion, 14 - power contact +.

Штекерный разъемный соединитель для соединения силовых низковольтных цепей и каналов передачи данных содержит вилку в виде диэлектрического корпуса (1), соединенную с диэлектрической подложкой (2), включающей пазы для крепления проводников. Пазы для крепления проводников расположены с каждой стороны диэлектрической подложки (2) и выполнены под две контактные группы: силовую, состоящую из 4 силовых металлических контактов, и информационную, состоящую из 8 информационных металлических контактов, выполненных сечением 0,5х0,5 мм, высотой 0,5 мм и толщиной 0,5 мм. При этом 4 силовых металлических контакта выполнены сечением 4х2,5 мм, высотой 2,5 мм и толщиной 4 мм. Диэлектрическая подложка (2) выполнена шириной и длиной 12,7 мм. Силовые и информационные металлические контакты разделены диэлектрическими выступами, являющимися ребрами жесткости.The plug-in detachable connector for connecting low-voltage power circuits and data transmission channels contains a plug in the form of a dielectric housing (1) connected to a dielectric substrate (2), including grooves for attaching conductors. Slots for fastening conductors are located on each side of the dielectric substrate (2) and are made for two contact groups: power, consisting of 4 power metal contacts, and information, consisting of 8 information metal contacts, made with a cross section of 0.5x0.5 mm, height 0 .5 mm and 0.5 mm thick. At the same time, 4 power metal contacts are made with a section of 4x2.5 mm, a height of 2.5 mm and a thickness of 4 mm. The dielectric substrate (2) is 12.7 mm wide and 12.7 mm long. Power and information metal contacts are separated by dielectric protrusions, which are stiffeners.

Контактные группы крепятся с обеих сторон диэлектрической подложки (2). Размещение контактов разрешает переворачивать штекер при включении в розеточную часть любой стороной. The contact groups are fixed on both sides of the dielectric substrate (2). The placement of the contacts allows you to turn the plug when plugged into the socket on either side.

Диэлектрические выступы между силовыми металлическими контактами выполнены высотой 2,5 мм.The dielectric protrusions between the power metal contacts are made 2.5 mm high.

Диэлектрические выступы между информационными металлическими контактами выполнены высотой 0,5 мм.The dielectric protrusions between the information metal contacts are made 0.5 mm high.

Выступы диэлектрической подложки (2) являются одновременно ребрами жесткости, повышающими механическую прочность соединителя.The protrusions of the dielectric substrate (2) are at the same time stiffening ribs that increase the mechanical strength of the connector.

Ответная часть представляет собой розетку с подпружиненными контактами, с расположением и размерами, соответствующими штекерной части. The mating part is a socket with spring-loaded contacts, with the location and dimensions corresponding to the plug part.

Последовательность чередования силовых и информационных металлических контактов и диэлектрических выступов указана в таблице 1. The sequence of alternation of power and information metal contacts and dielectric protrusions is shown in Table 1.

Использование гораздо более толстых штекеров 4х2,5 мм для силовых линий высотой: 2,5 мм, толщиной: 4мм отделенных от информационных каналов диэлектрическим выступом диэлектрической подложки позволяет подключать питание устройств мощностью до 2 киловатт при напряжении питания до 48 вольт и высокоскоростные информационные каналы одновременно.The use of much thicker plugs 4x2.5 mm for power lines 2.5 mm high, 4 mm thick, separated from the information channels by a dielectric protrusion of the dielectric substrate, allows you to connect power to devices with a power of up to 2 kilowatts at a supply voltage of up to 48 volts and high-speed information channels simultaneously.

Выбор ширины и длины диэлектрической подложки 12,7 мм обеспечивает повышение мощности подключаемого устройства при сохранении минимальных размеров и возможность использования для подключения одного кабеля, поскольку эти размеры позволяют разместить 4 силовых штекера размером 4х2.5мм позволяющие пропускать суммарный ток до 60 ампер для латунных контактов, то есть не более 3 ампер на мм² сечения штекера. Кроме того, такой размер позволяет разместить на подложке 8 штекеров информационных каналов сечением 0,5 мм размером высотой 0,5 мм и толщиной 0,5 мм. Выбор высоты диэлектрических выступов зависит от размера штекера, позволяет защитить информационные каналы от возможного искрения при подключении или отключении разъема под нагрузкой, тем самым обеспечивая повышение электрической мощности подключаемого устройства.The choice of the width and length of the dielectric substrate of 12.7 mm provides an increase in the power of the connected device while maintaining minimal dimensions and the possibility of using it for connecting one cable, since these dimensions allow you to place 4 power plugs 4x2.5 mm in size, allowing you to pass a total current of up to 60 amperes for brass contacts, that is, no more than 3 amperes per mm ^{2 of} the plug section. In addition, this size allows you to place on the substrate 8 plugs of information channels with a cross section of 0.5 mm, a height of 0.5 mm and a thickness of 0.5 mm. The choice of the height of the dielectric protrusions depends on the size of the plug, it allows you to protect the information channels from possible sparking when connecting or disconnecting the connector under load, thereby increasing the electrical power of the connected device.

В случае подключения электроприборов к сети питания 220 вольт при попадании влаги, разрушении изоляции провода, замыкания на корпус существует риск поражения человека или животного, грызущего провод, электрическим током. При питании от низковольтной сети 12-36 вольт риск исключается как для людей, так и для животных, при этом использована повышенная мощность подключаемого устройства за счет выполнения заявленного штекерного разъемного соединителя с двухсторонним размещением на диэлектрической подложке проводников, состоящих из силовых и информационных металлических контактов разделенных диэлектрическими выступами с определенными размерами.In the case of connecting electrical appliances to a 220-volt power supply network in case of moisture ingress, destruction of the wire insulation, short circuit to the body, there is a risk of electric shock to a person or animal chewing the wire. When powered from a low-voltage network of 12-36 volts, the risk is eliminated for both people and animals, while using the increased power of the connected device due to the implementation of the claimed plug-in connector with two-sided placement on a dielectric substrate of conductors consisting of power and information metal contacts separated dielectric protrusions with certain dimensions.

Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели имеет причинно-следственную связь с техническим результатом, заключающемся в повышении электрической мощности подключаемого устройства при сохранении минимальных размеров и возможности использования для подключения одного кабеля. Thus, the set of essential features of the utility model has a causal relationship with the technical result, which consists in increasing the electrical power of the connected device while maintaining minimal dimensions and the possibility of using one cable to connect.

Claims

1. A plug-in connector for connecting low-voltage power circuits and data transmission channels, containing a plug in the form of a dielectric housing connected to a dielectric substrate, including grooves for attaching conductors, characterized in that the grooves for attaching conductors are located on each side of the dielectric substrate and are made under two contact groups: power, consisting of 4 power metal contacts, made with a cross section of 4x2.5 mm, 2.5 mm high and 4 mm thick, and information, consisting of 8 information metal contacts, made with a cross section of 0.5x0.5 mm, 0.5 mm high and 0.5 mm thick, while the dielectric substrate is made 12.7 mm wide and long, and the metal contacts are separated by dielectric protrusions, which are stiffening ribs.

2. Plug-in connector according to claim 1, characterized in that the dielectric protrusions between the power metal contacts are made 2.5 mm high.

3. Plug-in connector according to claim 1, characterized in that the dielectric protrusions between the information metal contacts are made 0.5 mm high.