¿Es una mala práctica poner en paralelo los contactos de los conectores de alimentación?

Question

Digamos que estoy buscando unos conectores de alimentación para un diseño, los requisitos de corriente son bastante altos y aunque podría conseguir un conector con contactos clasificados para toda la corriente, son tan voluminosos que no son atractivos para mi diseño.

Existen conectores de alimentación más pequeños, que podrían cumplir el requisito de corriente si enlazo unos cuantos circuitos para repartir la carga y daría como resultado una solución global mucho más pequeña en cuanto al espacio de placa utilizado.

¿Es esto una mala práctica? ¿Hay algo que deba tener en cuenta al hacerlo?

Answer 1

Utilizar clavijas paralelas de un conector o hilos paralelos en un cable para aumentar la capacidad de corriente es una práctica habitual. Se viene haciendo desde hace mucho tiempo, probablemente desde el inicio del cableado eléctrico.

A menudo se hace para que un conector multidireccional pueda utilizar clavijas/cables de menor grosor adecuados para la mayoría de los cables y utilizar sólo unas pocas clavijas/cables en paralelo para las conexiones de alimentación/tierra de alta corriente. Esto ocurre, por ejemplo, en los coches.

Otra es permitir que se cumplan los diferentes requisitos de corriente de las distintas conexiones de alimentación mediante el uso de diferentes números de pines paralelos/cables para cada una. Eso ocurre, por ejemplo, en la conexión de alimentación de una placa base de PC.

Por lo general, es importante y preferible garantizar que la vía de retorno de tensión baja/cero tenga una capacidad de corriente igual o superior a la de las vías de alimentación.

Esto es para asegurar que la alta corriente suministrada no pueda causar caídas de tensión excesivas en el camino de retorno, causando tensiones de tierra/0V excesivamente diferentes en los elementos conectados que requieren una tierra/0V común. En cualquier caso, serán ligeramente diferentes, pero normalmente tolerables.

Algunos sistemas realizan una conexión en caliente: una conexión/desconexión mientras los cables del conector están activos. Otros no, y sólo lo hacen cuando la alimentación está desconectada. En el primer caso, hay que tener cuidado con la forma en que los pines se unen gradualmente, ya que es posible que sólo se realice momentáneamente una conexión de muchas. Pero eso forma parte del diseño de intercambio en caliente, que es un tema en sí mismo.

Answer 2

Eso se hace todo el tiempo, incluso para sistemas de alta relación (naves espaciales).

Esta es una de las formas en que se utiliza. Para determinar el número de clavijas necesarias, se toma la capacidad de transporte de corriente de una sola clavija (normalmente la mitad de la corriente nominal máxima) y se divide entre la corriente máxima que debe transportar. A continuación, se multiplica por un factor de reducción adicional, normalmente 1,25, y se redondea para obtener el número total de patillas necesarias.

He aquí un ejemplo.

1. Corriente a transportar = 10 amperios
2. Corriente máxima de un solo pin = 2 amperios
3. Capacidad de corriente derivada para cada pin = 1,0 amperios
4. (10 A)/(1 A) = 10 clavijas
5. 10 clavijas x 1,25 = 12,5 clavijas
6. Redondeo => 13 pins

Mira también la discusión aquí: Conexiones PCB apiladas, ¿dividir la corriente?

Answer 3

Cosas de las que tendría cuidado.

1. Diferencias en la resistencia de contacto, puedes mitigar esto usando cables separados para cada pin. La resistencia de los cables se sumará a la resistencia de las patillas haciendo que sus relaciones sean más cercanas.
2. Pines malos, puedes mitigarlo utilizando al menos un pin más de los que tus cálculos dicen que necesitas.
3. Conexión y desconexión. Si un conector se conecta y desconecta bajo carga, en algún momento es probable que un conductor soporte toda la corriente antes de romperse finalmente. Muchos conectores no están diseñados para desconectarse bajo carga, incluso con una sola clavija en uso. Una posible solución es utilizar conectores con "contactos piloto" diseñados para ser los últimos en romperse y que pueden utilizarse para desconectar la alimentación antes de extraer completamente el conector. También puede decidir que basta con decir a los usuarios que no conecten ni desconecten bajo carga.
4. En caso de avería, asegúrese de que si un cable hace cortocircuito a tierra o a otra línea de alimentación, desconecte la alimentación rápidamente en lugar de dejar que se cocine.

Answer 4

Un buen ejemplo de cómo se pueden utilizar contactos más pequeños con altas corrientes es el conector SATA: su parte de alimentación tiene 15 almohadillas más pequeñas que se utilizan para proporcionar 4 conexiones de alta corriente (GND, 3,3V, 5V y 12V). Contar con varias almohadillas pequeñas permite implementar fácilmente algunas funciones muy útiles, como la precarga:

Answer 5

Que sea o no una mala práctica depende realmente de los detalles, incluida la persona que establecerá y romperá los contactos.

En un extremo: a menudo he visto conjuntos paralelos de conductores de 400 A en sistemas trifásicos de 480 V, terminados con conectores "CamLok". Hasta 6 juegos para una capacidad de 2400 A no es inusual en las conexiones de generadores móviles. Suelen ser realizadas por electricistas cualificados que siguen procedimientos para garantizar la seguridad. (Por ejemplo, comprobar la tensión, asegurarse de que no se han cruzado las fases en un juego paralelo para crear un cortocircuito, etc.) Incluso entonces, la puerta de acceso a los conectores puede estar bloqueada con un disyuntor para asegurarse de que las conexiones sólo se realizan o se interrumpen cuando no hay tensión.

En el otro extremo: con un producto de consumo, probablemente asumiría que si existe un conector que se acople con los del producto, éste se intentarlo. Haz suposiciones razonables sobre lo que habrá en el otro extremo, y toma medidas para asegurarte de que falla con elegancia.