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关于摇摆测试

发布时间:2019/07/25 点击量:
      关于摇摆测试
为了验证线材的可靠性,很多研发在设计的时候,都会参考相关的标准,加入摇摆测试的要求,常见的有摇摆特性要求的主要是鼠标线,电源线,拖链线等系列,不过最近,很多研发人员,将普通的HDMI,DP等主要跑视频讯号为主的线材也纳入摇摆性能的要求里面,让很多生产厂商是苦不堪言,不过客户是上帝,客户说咋整,哪肯定得必须咋整,其实只要价格给到位,哪有过不了的摇摆线材,今天我们聊聊摇摆测试那点事.
摇摆的测试规范定义
目前在测试摇摆之前,会要求客户提供如下参数说明,测试参数的定义直接影响产品测试的数据好于坏.
■摇摆角度
■摇摆速度
■样品荷重
■摇摆半径
■旋转轴距荷重位置间距离
线材摇摆有标准的测试,与具体的安规相对应,例如UL BS GB GS各不相同,



样品类型 电流(A) 电压(V) 荷重 摇摆角度 摇摆次数(Cycles) UL/CSA 额定电流 额定电压 113g或284g 左右90° 2500次;10次/分钟 CEE 0.75mm2 16 JIS 额定电流 额定电压 500g 左右60° 2500次;20次/分钟,断线率20%↓ CCC 0.75mm2 16 SAA 额定电流 额定电压 "大于0.75mm2,20N;其它,10N" 左右45° 10000次,先摇5000次,转90°后继续摇摆5000次,摇摆速度为60次/分钟,断线率10%↓ BS1363 0.5mm2 3.5 250 1kg 左右45° 10000次,先摇5000次,转90°后继续摇摆5000次,摇摆速度为60次/分钟 0.75mm2 7 1kg 1.0mm2 11 2kg 1.25mm2 14 2kg 1.5mm2 14 2kg.
如何设计符合摇摆性能的线材
■导体结构设计(重要)
导体常用构成分为单支或多支,依材质来分常见的有裸铜,镀锡铜,镀银铜,铜箔丝,铜包钢等,从材质上来看,铜箔丝摇摆最好,而导体越细越软,其摇摆性能越好. 为改善摇摆,通常采用多根导体构成,必要时加入尼龙丝,Kevlar(防弹纱)等填充材质,价格比较好的时候,加入防弹丝,价格不是太美丽,用尼龙丝即可. 对于多支导体构成的导体,在符合UL的绞距要求前提下,其绞距越小,摇摆也越好 .

■绝缘结构设计(主要)
绝缘材料对导体起到绝缘保护作用,依材料材质不同,常见的有 FEP,PTFE,尼龙,海翠,抗缩PP,PE系列(低密度的LDPE,中密度的MDPE,高密度的HDPE),半硬质的SR-PVC,PVC,FoamPE(不建议测试摇摆线材选用),FoamPE+Skin(不建议测试摇摆线材选用)等.

从绝缘材料上来看同等条件下,价格比较好的情况用FEP,PTFE绝缘,其次采用海翠,其次尼龙,后抗缩PP(不是普通PP),再者就是PE系列,价格最低的情况下选择用PVC系列,由于绝缘厚度太薄会对导体保护不够,绝缘厚度太厚会造成线太硬,两者都 不会有最佳效果,所以设计合适的厚度也很重要.

■填充结构设计(一般)
填充一方面是保证线材的圆度,另一方面是保护线材在弯折时减少损 坏,起到抗摇摆的作用,常用的填充物有:尼龙丝(防弹纱),Kevlar, 棉纱,PP冲麻,麻绳,PVC条等.
依材料抗摇摆性能上比较,Kevlar优于尼龙丝(防弹纱),而尼龙丝 (防弹纱)又优于棉纱,棉纱优于 PP冲麻,麻绳,PP冲麻,麻绳优于 PVC 条等。, 填充时,尼龙丝(防弹纱),Kevlar通常用于导体内或绞线填充;棉 纱,PP冲麻,麻绳,PVC条等通常用于绞线时填充.

■隔离部分 (一般)
A,隔离材料通常有铝箔,PET带,发泡 PP带,无纺布等,主要用于集合 成缆使用.
B, 由于发泡 PP带和无纺布较厚且较软,加入线材中抗摇摆性能优于其它 隔离材料,但由于其较厚且成本较高,一般用于有电性能要求或 OD可达 到要求的线材中.
C,隔离包带一般有纵包和绕包两种,其中绕包抗摇摆优于纵包,但具体 要因线材结构而定.

■外被部分 (主要)
外被材料是对整个线材内部起直接保护作用,通常情况下其厚度厚比 薄好,软比硬好,押出方式空比紧好. 外被通常为 PVC材料,也有 TPU,TPE等料,由于 TPE,TPU延伸和弹 性优于 PVC,其抗摇摆性能也较好.

综合以上分析,当客户有要求摇摆时,必须要了解客户的测试条件,包括摇摆的角度,频率,吊重,夹具 R角,标准等基本要求,通常来说条件相同时,摇摆角度越大,或吊重越重,夹具 R角越小,频率越快,线材摇摆越差,反之会越好.

常规设计介绍
●当客户 有 要 求 摇 摆 时 ,首 先 要 选 择 单 支 导 体 较 小 的 导 体 构 成,比如单根0.06,0.08,0.1等导体,必要时导体可加 Kevlar(防弹丝),尼龙丝,或改小导体绞距,再不其整铜箔丝,只要价格给到位,材料都整最好的,必须过,不过你来找小编.小编推荐你去问问铜线厂,比如■ 东莞市柯氏五金有限公司,主营极细铜导体(创始会员单位).
●如上面介绍绝缘材料时候所说的,DP,HDMI等跑视频讯号的线材,但内部发泡信号线由于发泡料的不抗摇摆性,容易断线,因此此类线材摇摆主要从导体绞距,构成,集合填充等方面改善,实在不行,同等介质参数的材料来替代发泡绝缘料也是可以的,都是钱有没有给到位的问题

常见问题解决案例
弯曲摇摆测试不过的常见原因有哪些?以及我们如何改进呢?
■在弯曲的地方全断了(可能断在同一处,也可能稍有分散),或者断线率超过规定; 这是比较常见的现象,断点基本都在结构最脆弱的部位,如果一个手拿插头,一个手拉电线,则弯曲半径最小的地方就是最容易断线的地方,断的位置稍有分散,往往是因为网尾处有网格,或者网格是交叉的,有错位,所以断点不一定是一点,而是多点,但一般靠得很近.

■在铆接的地方断了,大家可能没注意过 ,这是由于铆接过度,导体很受伤,而在弯曲的时候,导体其实会在绝缘中伸缩,结果可能弯曲处没有断,但铆接处全断或部分折断,通过解剖可以清楚地看出,解剖要注意,需加热插头,小心处理,这种情况对于铆接品质不受控的厂家也是很常见的.

■冒出芯线,护套缩里面啦
这个主要是插头成形时的温度和压力不足以使PVC和电线护套熔合,特别是护套较大,或者是橡胶护套(这个完全没办法熔合),所以护套和插头的结合力不足,以至于在反复弯曲时位移滑出,也有可能本身线材附着力没有控制好,具体怎么控制附着力的招数特别多,可以说一个篇幅,免得大家看的辛苦,有需要绝招的可以走私我.

■绝缘破裂能看到导体
这个情况有三种原因,一是绝缘在反复的弯曲下破裂;二是因为插头网尾PVC本身破裂,撕裂口一直延伸,把绝缘也撕裂;三是铜丝断裂,刺破绝缘,

■插头网尾破裂
插头胶料不好,或者SR处的网格设计不好,造成过度变形或应力集中,使得网尾破裂,需要双层曲纹的比较好

■导体刺破绝缘而暴露
导体弯曲部分折断,绝缘受力后变薄,断口处的铜丝会伸出绝缘,甚至不同极性的导体接触,引起电弧)

■温升高了
啥也别扯拉,改价格贵的材料,整介质系数低的整就是啦.

■电压降大了 ,摇摆如果在铆接触断线,自然造成导体截面积减小,直接造成该处的温升增加 ,如果在网尾处断线,虽然也会出现局部温升,但未必会传导到测试温升的部位 ,但不管断在何处,如果测试整体电压降,肯定会增加;如果按照标准的方法,则只有铆接处的断线会影响电压降.
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