Introduzione al prodotto del cablaggio
Un cablaggio è un componente di trasmissione elettrica assemblato da più fili o cavi con una topologia specifica per ottenere una trasmissione efficiente di energia, segnali e dati attraverso un processo di raggruppamento standardizzato. In quanto connettori fondamentali dei moderni sistemi elettrici, i cablaggi sono diventati un componente di base indispensabile per la moderna produzione intelligente, ottimizzando la disposizione degli spazi e migliorando l'affidabilità della trasmissione, il che migliora significativamente l'efficienza di assemblaggio e la stabilità operativa di vari sistemi elettrici.
Componenti del cablaggio
1. Sistema conduttore
Materiale conduttore: rame di purezza elevata (conduttività 99,9%) o lega di alluminio
Intervallo della sezione trasversale: 0,85-20mm2 (classificato secondo la norma IEC 60228)
Isolamento: PVC/XLPE/ gomma siliconica, ecc. (intervallo di resistenza alla temperatura -40 gradi ~200 gradi)
2. Componenti dell’interconnessione
Terminali: a base di fosforo bronzo/ottone (resistenza al contatto < 5m/m2)
Connettore: conforme alla norma USCAR-2/ISO 8092 e ad altre norme industriali
Impermeabile: IP67/IP69K (classe automobilistica)
3. Programma di fissaggio meccanico
Vincoli: cavo di Nylon (UL94 V-0 ritardante di fiamma)
Clip di posizionamento: PP/PA66 engineering plastics
Manicotto di protezione: al di sotto/ad armatura a tela (classe di resistenza all’abrasione 50.000 volte)
Tutti i componenti devono superare test di affidabilità ambientale come vibrazioni (20-2000Hz) e nebbia salina (96h) per garantire la stabilità a lungo termine in condizioni di lavoro complesse. I cablaggi automobilistici tipici contengono 300-5000 connessioni e devono soddisfare i requisiti di una durata di 15 anni/250.000 km.
Classificazione dei cablaggi
1. Diviso per tipo di funzione
Bretelle di trasmissione
Trasporto di corrente elevata (fino a 600A), utilizzazione di uno spesso isolamento (1,5-3 mm), applicazioni tipiche: nuovo sistema energetico per veicoli a motore.
Attacchi di trasmissione segnale
Struttura ritorta a coppia/filo schermato, controllo di impedenza (50 contatti /75 contatti), applicazione tipica: il veicolo può bus.
Attacchi per comunicazioni dati
Cavo coassiale ad alta frequenza (fino a 10 Gbps), conforme a USB3.0/HDMI2.1 e ad altri protocolli, applicazione tipica: sistema intelligente di cabina di pilotaggio.
2. Classificato secondo le caratteristiche di protezione
Tipo impermeabile (IP67/IP69K)
Connettore sigillato, avvolto con nastro impermeabile, scenario di applicazione: cablaggio del telaio
Tipo resistente alle alte temperature (-40 gradi ~200 gradi)
Isolamento in gomma siliconica, terminali argentati, scenario di applicazione: vano motore.
Tipo di ritardante di fiamma (UL94 V-0)
Silicone ceramicizzato, manicotto metallico di protezione. Scenario di applicazione: cablaggio per batterie.
La funzione e il ruolo principali del sistema di cablaggio
1. Integrazione sistematica dei circuiti
Adottando un progetto di ottimizzazione della topologia, 200-5000 cavi indipendenti sono integrati in un sistema modulare di cablaggio, realizzando un’interconnessione strutturata di oltre 300 componenti elettrici quali ECU, sensori, attuatori, ecc.
Applicazione tipica: l’automobile può bus per l’integrazione della rete di 12 sottosistemi comunicazione
2. Nodo di trasmissione multimodale
Con un ampio intervallo di tensione di 12V-800V (fino a 300A per i veicoli nuovi ad alta tensione), il tasso di trasmissione copre 10Kbps-10Gbps (ad esempio Ethernet di bordo), che soddisfa la domanda di scambio di dati in tempo reale nell’ambito dell’architettura AutoSAR.
3. Sistema di miglioramento dell’affidabilità
Protezione tripla: protezione fisica (braid resistente alle intemperie + rivestimento metallico), protezione chimica (olio/rivestimento resistente alla corrosione) e protezione dell’ambiente (-40 ~150 gradi di adattamento a temperatura elevata).
Tasso d’errore ridotto a < 50PPM (norma 6 Sigma)
4. Ottimizzazione dell’efficienza ingegneristica
La modalità di preassemblaggio riduce del 40% le ore uomo di carico e la progettazione modulata abbrevia il tempo di manutenzione di 60
Esempio tipico: impianto di cablaggio della piattaforma Volkswagen MQB comune al 75%
5. Estensione delle applicazioni trasversali
Veicolo nuovo: i cablaggi ad alta tensione soddisfano i requisiti ISO 6469 di isolamento.
Industria 4.0: sostegno al protocollo di bus industriali PROFINET.
Settore aerospaziale: soddisfa la norma AS50881 cable standard.
I cablaggi sono utilizzati principalmente sui PCB per collegare tra loro più insiemi di PCB o schede di circuito, per garantire che i cavi siano collegati senza errori e per mantenere tutti i cavi organizzati e gestiti. I cablaggi consentono il funzionamento di dispositivi elettronici collegando più insiemi di PCB per formare un sistema a circuito completo.
Tipi di cablaggi e loro applicazioni su PCB
I cablaggi punto-punto, che sono il tipo più semplice di cablaggio, utilizzano fasci di cavi punto-punto e li confezionano in singoli gruppi di cablaggi. Questo tipo di cablaggio viene solitamente utilizzato per collegare una coppia di circuiti stampati, per garantire che i cavi siano collegati senza errori.
Cavo biforcato, il cavo che esce dal connettore può essere biforcato e viene utilizzato per collegare un PCB ad almeno altri due PCB. Questo tipo di cablaggio è utile nelle applicazioni in cui sono richiesti più punti di connessione.
I cavi flessibili per circuiti stampati (FPC) e i cavi a nastro flessibili possono essere utilizzati anche come cablaggio, consentendo a un mix di connettori perimetrali, connettori a montaggio superficiale e persino connettori a foro passante di interfacciarsi con una serie di PCB. I cavi flessibili sono molto piatti e sono adatti per progetti in cui lo spazio è limitato.
Vantaggi del cablaggio
1. Migliorare l'affidabilità del sistema
I cablaggi garantiscono la stabilità e l'affidabilità delle connessioni elettriche grazie a processi di progettazione e produzione standardizzati. Ogni filo del cablaggio viene misurato e testato con precisione per garantire la conformità a specifici requisiti di prestazione elettrica. Questo processo di produzione standardizzato riduce la probabilità di errori umani e di assemblaggio, aumentando così l'affidabilità dell'intero sistema.
2. Installazione e manutenzione semplificate
Il design modulare del cablaggio facilita il processo di installazione e manutenzione. I cablaggi sono solitamente forniti sotto forma di prefabbricati, la cui installazione richiede solo il collegamento all'interfaccia appropriata, riducendo notevolmente i tempi e la complessità dell'installazione. Inoltre, la marcatura e la codifica dei colori del cablaggio facilitano la risoluzione dei problemi e la riparazione, consentendo ai tecnici di identificare e sostituire rapidamente le parti problematiche senza dover smontare e ricablare l'intero sistema.
3. Migliorare l'efficienza della produzione
Nella produzione industriale, l'uso di cablaggi elettronici può migliorare significativamente la produttività. Poiché il cablaggio è pre-progettato e fabbricato, gli addetti alla linea di produzione devono solo seguire un processo standardizzato per l'assemblaggio, riducendo la complessità dell'operazione di connessione elettrica. Questo non solo riduce i tempi di produzione, ma anche i costi di produzione. Inoltre, il design standardizzato del cablaggio rende possibile la produzione di massa, migliorando ulteriormente l'efficienza produttiva e i vantaggi economici.
4. Risparmio di spazio e peso
I cablaggi elettronici riducono l'ingombro dei fili raggruppando più fili insieme in modo ordinato, risparmiando così spazio all'interno del dispositivo. Ciò è particolarmente importante per i dispositivi elettronici in cui lo spazio è limitato, come le automobili, le apparecchiature aerospaziali e l'elettronica portatile. Inoltre, la progettazione dei cablaggi può anche ottimizzare la lunghezza e la disposizione dei fili, riducendo le lunghezze inutili e quindi il peso complessivo dell'apparecchiatura.
5. Maggiore sicurezza
I requisiti di sicurezza elettrica sono generalmente presi in considerazione nella progettazione e nella produzione dei cablaggi. I fili del cablaggio sono solitamente avvolti da materiali isolanti per evitare rischi per la sicurezza come cortocircuiti e perdite. Inoltre, le misure di fissaggio e protezione del cablaggio, come l'uso di guaine protettive e clip di fissaggio, possono impedire che i fili siano danneggiati da danni meccanici o da fattori ambientali durante il funzionamento dell'apparecchiatura, migliorando così la sicurezza dell'apparecchiatura.
6. Adattamento ad ambienti complessi
La progettazione dei cablaggi elettronici può essere adattata a una varietà di ambienti operativi complessi. Ad esempio, nell'industria automobilistica, il cablaggio deve resistere alle alte temperature, alle vibrazioni, all'umidità e ad altre condizioni difficili; nel settore aerospaziale, il cablaggio deve avere la capacità di resistere alle radiazioni e alle interferenze elettromagnetiche. Grazie all'uso di materiali e tecnologie speciali, i cablaggi possono funzionare stabilmente in questi ambienti complessi.
Aree di applicazione dei cablaggi
1. motore
I cablaggi sono ampiamente utilizzati in una varietà di motori, tra cui quelli per le necessità quotidiane, i prodotti industriali e i motori delle automobili.
2. Materiale d’ufficiot
I cablaggi sono utilizzati nelle apparecchiature per ufficio come stampanti, fotocopiatrici e scanner.
3. Apparecchiature industriali
I cablaggi hanno importanti applicazioni in campo industriale, come le stampanti di codici a barre a getto d'inchiostro, le stampanti laser, gli alimentatori industriali, le protezioni di potenza, le apparecchiature di collaudo e così via.
4. Attrezzature finanziarie
I cablaggi sono ampiamente utilizzati anche nelle apparecchiature finanziarie, come bancomat, registratori di cassa, terminali e così via.
5. Apparecchiature medicali
I cablaggi sono utilizzati in apparecchiature mediche come monitor, macchine per anestesia, macchine digitali a ultrasuoni, analizzatori di sangue/biochimica, apparecchiature di imaging radiologico, ecc.
6. Prodotti IT
I cablaggi sono utilizzati anche in prodotti informatici come computer portatili, stereo multimediali, monitor, telefoni cellulari, alimentatori e apparecchiature di sicurezza.
7. autoveicoli
I cablaggi sono particolarmente importanti nelle automobili. Il cablaggio della carrozzeria collega l'intero corpo e la forma è approssimativamente ad H, ampiamente utilizzata in una varietà di dispositivi e sistemi elettronici dell'auto.
Inoltre, i cablaggi sono ampiamente utilizzati anche in altri settori, come gli elettrodomestici, i computer e le apparecchiature di comunicazione, vari strumenti elettronici e contatori.