扁平电缆具有创新的设计增强功能,使其成为圆形电缆曾经是自然选择的应用的强有力的候选人。
由Cicoil公司总裁兼首席执行官霍华德·林德贡献。
自1956年Cicoil为IBM电脑发明了带状电缆以来,扁平电缆已经存在了大约60年。几十年来,它一直是高端计算、军事和航空航天、机器人和运动控制设备的宠儿。它的优点包括优越的灵活性,电子噪声减弱和包装效率。一直以来,它的限制因素是需要独特的终止技术—准备连接器很大程度上需要手工工作。Cicoil公司开发了一种新型扁平电缆,有望将这一最后的障碍变为过去,为工程师利用扁平电缆的优势,同时使用常见的电缆准备工具和目前用于圆形电缆的自动化流程提供了潜力。
平面和圆
大多数电缆是圆形的,这是一种通常有用的几何形状。检查一根普通的圆形电缆,你通常会发现一束绝缘电线被几层其他“填充”材料包围。这些层是为了保持一个圆形的轮廓,并在电缆移动时尽量减少摩擦发热。在电线和填充物的周围是一个外护套,它将所有的电线连接在一起,并提供一定程度的保护,防止外界因素的影响。但是,虽然圆形电缆通常适合一般使用,但这种结构也有缺点。
因为它包含了这些多层电线,绝缘和填料,从电线散热的圆电缆可能是有问题的。尽管采取了减少的措施,但在重复运动周期中,电缆内部仍然产生摩擦热。此外,电缆内部的导体相对于另一个移动时,还会产生电阻抗变化的问题。
对于扁平电缆,每个导体与相邻的导体保持平行,形成扁平轮廓。与圆电缆不同的是,扁电缆中的导体不会在封装的护套内移动,因此它们的电气质量保持不变。同样,电缆中的导体都具有相同的物理和电气长度。因此,电缆中信号之间的信号偏斜和差分时延保持在最小值。
扁平电缆,如Cicoil生产,隔离电缆内的每个导体,保持其稳定和固定。结果是他们不需要低摩擦的胶带或填料。这有减少重量和体积的附加优势,这提供了最大的包装效率。而更大的表面体积比的平面形状因子也能更好地散热。更大的表面积和散热能力使扁平电缆能够在给定的温升和给定的截面导体上承载更高的电流。
此外,扁平的形状因素意味着在其薄截面的平面内,扁平电缆比等效的圆形电缆表现出更多的固有灵活性。
最终,在信噪比纯度、灵活性、热量、重量和体积效率都非常重要的情况下,扁平电缆比圆形电缆具有更好的固有性能值。到目前为止,圆形电缆的缺陷是可以容忍的,因为它是非常常见的,并且存在有效的终端和组装工具。
EZ-Flexx解决了这些终止挑战
新一代扁平电缆结合了易用性和固有优势。它被称为EZ-Flexx,与普通圆形电缆一样易于使用,同时还提供了较长的弯曲寿命和传统高性能扁平电缆的所有其他功能和优点。普通的手动或自动剥丝工具都可以完成剥丝过程。由ez - flexxx扁平电缆组成的导体很容易从电缆本体上分离,显示出传统的圆形,用于常见的终端技术。这个过程很简单:将电缆中的单个导体分开,剥去导体末端的外护套,剥去内部导体的绝缘,然后按通常的方式安装连接器。
通过检查一些较老的扁平电缆技术,了解现代EZ-Flexx扁平电缆的能力是有用的。
如前所述,1956年Cicoil为早期的大型计算机引入了扁平带状电缆。带状电缆使得像IBM这样的公司可以用一种可以通过使用绝缘位移连接器(idc)轻松终止的低调替代电缆取代笨重、坚硬的圆形电缆。带状电缆价格低廉,具有标准的几何形状。
需要注意的一点是,带状电缆不是真正可比的现代扁平电缆,如EZ-Flexx。它不是为重复弯曲而设计的,因为大多数带状电缆的PVC护套是相对脆弱的(Cicoil的IDC带状电缆,然而,具有高弹性的电线和护套)。此外,带状电缆只使用一个线规用于所有导体(28awg),这限制了它们的使用。最后,在没有额外屏蔽的情况下,带状电缆可以产生电磁干扰。
另一种扁电缆使用简单的外护套,通常是聚四氟乙烯(杜邦公司品牌为Teflon),以包围导体束。与带状电缆或EZ-Flexx等挤压扁平电缆不同,聚四氟乙烯护套中的电线不固定在护套材料内。它们可以从初始位置蠕动,也可以被末端连接处的力拉离。为了避免这样的困难,聚四氟乙烯扁电缆可以沿着电缆的定期间隔使用夹子。聚四氟乙烯护套也相对易碎,在反复弯曲时可能开裂,暴露内部电线。
另一种扁平导体技术是柔性电路。这些基本上是印刷电路板的灵活版本。它们通常由导电痕迹组成,或丝网印刷或镀到柔性塑料基材上,或夹在中间。
柔性电路的通常应用是在电路板之间形成连接,其中空间是宝贵的,所涉及的几何图形是普通连接器难以处理的。柔性电路通常不是为处理重复运动而设计的。此外,由于其导体的尺寸与电路板迹线的顺序相同,柔性电路处理高功率水平或长迹线运行的能力有限。
平线与轮廓线的对比
Cicoil挤压扁电缆被定义为一组导体(电气、液体或气体管道、光纤)平行排列,并完全无缝封装在绝缘保护套中。Cicoil发明了用于制造这种扁平电缆的专利挤压工艺。
EZ-Flexx扁平电缆由多种颜色编码的pfa绝缘电气导体和特氟龙或聚氨酯管元件组成,它们被封装在一个超纯的工程橡胶护套中。这种专有工程橡胶被称为flex - sil,并提供了许多有用的性能。EZ-Flexx扁平电缆的独特之处是将圆形形状的导体挤压与flex - sil封装相结合,保持了普通手动和自动剥线设备所需的单个圆线的形状因子。flex - sil护套容易从PFA绝缘导体上剥离,PFA绝缘条容易从导线上剥离。一个薄的flex - sil橡胶条-整体挤压的一部分-连接每个单独的元素,形成扁平电缆。多个导体束可以从一根电缆中分离出来,每个导体束都有自己的连接器。
每个导体与相邻的导体保持平行。而且,与圆形电缆或聚四氟乙烯“护套”扁平电缆不同,EZ-Flexx电缆中的导体被牢牢地固定在封装flex - sil护套内,不会移动,因此它们的电气质量保持不变。几乎任何类型的电力、信号、视频和数据所需的电导体都可以合并到EZ-Flexx电缆中。这包括裸线、绝缘和屏蔽导体、双绞线、三轴线和同轴线等,尺寸为4到44 AWG,加上非电导体,如光纤和流体管。
对怡富有何期待
EZ-Flexx扁平电缆适用于极端环境、运动和具有挑战性的空间限制的应用。它们特别耐用,在其他种类的电缆不足的地方具有优势。例如,EZ-Flexx电缆工作在极端温度范围从-65°到260°C(-85°到500°F)。相比之下,普通PVC电缆护套在温度达到140°C(284°F)时开始分解,在160°C(320°F)左右开始融化。
EZ-Flexx电缆擅长于运动应用,因为电线非常柔软,因为它是由多个束细的40-44 AWG基股。这与标准的24 AWG线形成了鲜明的对比,标准的24 AWG线通常由7根较大的32 AWG基股组成,这导致了更硬的线和更大的弯曲半径,不能承受重复弯曲。
由于在堆叠或捆绑时,平坦的轮廓比相对的圆线占用更少的体积,EZ-Flexx节省了宝贵的空间。由于它们自然地在单一平面弯曲,并结合了耐用的flex - sil护套,它们通常不需要导管或电缆轨道,最大限度地减少空间、重量和噪音,更不用说成本了。
这些电缆用flex - sil制成的护套封装。这种专为Cicoil开发的工程橡胶,超纯,耐用,用途广泛。flex - sil橡胶无缝地挤压在每个电缆元件周围,形成一个单一的扁平电缆,它是透明的,所以每个导体都是可见的。绝缘每个导体的PFA护套是颜色编码,便于沿电缆长度的任何地方的测量尺寸识别。
flex - sil提供灵活性,同时保护导体免受突然冲击、严重振动和极端G力的影响。它的硬度计值为65 (Shore a);SuperTuff的硬度最高可达85 (Shore a)。而且,当受到紧密弯曲、持续弯曲或操作应力时,它不会磨损、开裂或变形。flex - sil不需要导管进行保护。它是抗撕裂的,并能自愈小的穿孔。
flex - sil封装还具有长期完整性,接近零颗粒,使ez - flex电缆1级洁净室额定。如前所述,它在极端温度下保持灵活性和操作完整性。flex - sil已通过UL 94V-0可燃性测试。
它还防水(包括浸泡),抵抗大多数化学物质,并在强烈的紫外线和阳光条件下运行多年。该配方的特点是几乎零杂质,零卤素,强分子键符合美国宇航局规范1124排气。
总结
EZ-Flexx扁平电缆在扁平电缆设计中引入了一种新的范式,它减少了围绕圆形电缆性能限制进行工程设计的需要。这种创新的电缆结合了扁平电缆的性能提升属性,如flex - sil护套和超柔性细股电线导体,其物理外形与普通圆形电缆中的标准电线相匹配。EZ-Flexx推出了第一款可与工业标准装配工具一起使用的扁平电缆,并提供了一种具有成本效益的解决方案。
使用扁平电缆的十大原因
- 可靠性-平行导体几何形状的扁平电缆的简单性消除了许多常见的布线错误和故障的来源。导线与终端连接器或接线板是一对一的,因此正确的接点分配几乎是自动的。
减肥,扁平电缆的使用通常消除了许多传统的电线重量。像多余的绝缘材料、填料和胶带这样的东西是不必要的。此外,复合扁电缆结构的机械强度足以消除包括大导体强度的需要。因此,铜的横截面可以减少到只需要承载电流负载或满足电压降的要求。- 空间效率。消除不必要的绝缘、填料和胶带减少了扁平电缆的体积和物理体积。此外,它们的低轮廓使扁平电缆拥抱表面,并利用紧张或通常未使用的空间。矩形截面可以使平面电缆堆叠或分层,电缆之间几乎没有浪费的空间,为给定的体积提供最大的导体密度。
- 灵活性-扁电缆在其薄截面的平面上弯曲时具有极强的柔韧性。这种灵活性已用于需要连续或高度弯曲的应用,如抽屉、门、旋转臂等。
- 更大的力量,扁电缆具有高强度,因为所有的导体和绝缘体平均分担拉伸载荷。
- -电气品质一致导体间距是固定的,电缆的几何形状是恒定的。这种几何结构带来了一致的电气质量,包括阻抗、电容、电感、时间、延迟、串扰和衰减。
- 更大的载流能力扁电缆比圆电缆有更大的表面体积比。因此,扁平电缆散热更有效。这种热效率使它们能够在给定的温升和导体截面下处理更高的电流水平。
- 减少倾斜效应- C导体具有完全相同的物理和电气长度以及一致和连续的介电。这样可以最小化给定扁平电缆内信号之间的时间延迟。
- F .高密度互连拉特电缆具有较高的线与电缆截面密度。因此,多层扁平电缆比圆形电缆更有效地封装,并提供更高的导体密度。
- 〇操作方便扁平电缆易于折叠和弯曲,符合安装区域,容易用夹子、粘合剂或双面胶带固定,消除了与圆电线电缆相关的安装和绑带困难。导体是可见的,并且位于电介质内的固定位置,这一因素简化了编码、检查和电路跟踪。
Cicoil
www.cicoil.com
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