Was macht Hohlstecker gut für die Übertragung von hoher Leistung?

Beim Strom dreht sich alles um die Kontaktfläche. Zum Beispiel hat dieser zufällige Hochstrom-Hohlstecker aus dem Internet viele Metallfinger an beiden Elektroden, um einen festen Kontakt herzustellen.

Billigere haben oft nur einen Metallfinger auf dem Boden und ein oder zwei winzige Federn im anderen Stecker, um Kontakt mit der Spitze herzustellen.

Weil alles dünn sein muss, verwenden jetzt auch Laptops flache Hohlstecker:

Gleiche Geschichte, es hat klobige Federkontakte. Ein großer Federkontakt hat mehr Fläche und kann viel mehr Druck ausüben als ein winziger USB-C-Kontakt.

Allerdings ... USB-C-Anschlüsse sind für 5 A ausgelegt, es gibt 4 Strompins, also nur 1,25 A pro Pin. Also so schlimm ist es nicht.

Ich persönlich mag es nicht, diese bei hohen Strömen zu verwenden. Wenn einer der Stromversorgungsstifte bricht oder einen schlechten Kontakt hat oder ein Draht zu einem der Stromversorgungsstifte im Kabel bricht, muss der Strom durch die verbleibenden fließen, was die Verlustleistung erheblich erhöht. Molex bewertet einige von ihnen mit 5 A pro Kontakt, gibt aber keinen Kontaktwiderstand an, Amphenol sagt 40 mOhm pro Kontakt, bei 5 A würde das ein Watt an Kontaktwiderstand verbrauchen, also ist das nicht wirklich überzeugend.

Es kann wahrscheinlich funktionieren, aber ich würde nicht darauf vertrauen, dass es so zuverlässig ist wie ein Rund- oder Flachstecker. Das Googeln von „geschmolzenem USB-C-Anschluss“ ergibt 6 Millionen Ergebnisse.

Nun, was die Spannung betrifft, erwähnt das obige Datenblatt 100 V, was ich kaum glauben kann, einige erwähnen 30 V, was realistischer aussieht, also wer weiß. Ich frage mich, wie die Testbedingungen sind (wahrscheinlich "blitzsauber") und wie die Isolationsspannung eines USB-C-Steckers unter realen Bedingungen mit etwas Dreck, Taschenflusen, Schweiß oder Feuchtigkeit sein wird ...

Außerdem gibt es Hochgeschwindigkeitsdatenleitungen direkt neben den Stromleitungen, sodass ein Kurzschluss zwischen diesen wahrscheinlich einige schwer zu ersetzende Chips auf dem Motherboard durchbrennen würde. Thunderbolt hat das gleiche Problem. Ich habe ein Video von Rossman gesehen, in dem das passiert ist und der Thunderbolt-Chip so weit gebraten war, dass ein Loch durch die Leiterplatte selbst gebrannt wurde.

Barrel-Steckverbinder haben weniger Möglichkeiten für eine Katastrophe ...

Jeder Verbindung (Stecker oder Schalter) ist ein „Kontaktwiderstand“ zugeordnet. Der Strom, der durch jeden Widerstand fließt, einschließlich des "Kontaktwiderstands", erzeugt einen Spannungsabfall über diesem Widerstand. Zwei Probleme damit...

1. Dieser Spannungsabfall über dem Kontaktwiderstand verringert die Spannung, die dem Gerät stromabwärts des Verbinders zugeführt wird.
2. Der Spannungsabfall, multipliziert mit dem Strom, der durch den Widerstand fließt, ist die am Kontakt erzeugte Wärme (in Watt). Diese WÄRME muss in den Stecker, das Steckergehäuse und das Kabel abgeleitet werden, um die TEMPERATUR innerhalb der Betriebsziele zu halten. Wenn die Wärme nicht abgeführt werden kann, können sich die Kontakte weiter erwärmen, was den Kontaktwiderstand erhöht und ein Szenario mit positiver Rückkopplung erzeugt, um noch mehr Erwärmung zu erzeugen, bis Sie den Steckverbinder durch einen katastrophalen thermischen Zusammenbruch an der Verbindung beschädigen.

Höherer Oberflächenkontakt schafft bessere Verbindungen. Der Hohlstecker ist physisch größer (um Wärme abzuleiten) und größere Drähte können daran angeschlossen werden (die als Kühlkörper wirken können, indem sie Wärme vom Kontakt abziehen). Ihre Größe bedeutet auch, dass Sie fette Spuren zu ihnen führen können, wenn Sie auf Leiterplatten montierte Hohlstecker verwenden. Ein USB-C-Anschluss ist mit vielen Verbindungen ziemlich überlastet und auf zwei Stromversorgungsstifte und zwei Erdungsstifte (plus geerdete Gehäusebefestigungsstifte) zur Leiterplatte beschränkt, die im Allgemeinen bestenfalls 0,7-mm-Pads sind.

Schließlich besteht ein Problem bei Hohlverbindern darin, dass sie rund sind und es schwierig ist, gute Verbindungen mit runden Oberflächen herzustellen. Flache (rechteckige) Versionen wurden entworfen, haben aber normalerweise eine kundenspezifische Größe wie ein Lenovo-Laptop-Anschluss. Innovation wird weitergehen – da bin ich mir sicher.

Für wirklich hohe Leistung modifizierte die CCTV-Industrie den koaxialen Hohlstecker, um noch mehr Strom zu führen:

1. Splint am Stecker (wie eine Banane), um mehr Druck auf die Buchse auszuüben
2. Dickere Metallhülle
3. Die Schale der Buchse reicht um die Vorderseite herum und lässt sie wie eine RCA/Phono-Buchse aussehen

Einige Bilder von meiner Seite können helfen.

Beachten Sie, dass das Geschlecht dem des Standard-Koaxial-Barrel-Stromanschlusses entgegengesetzt ist: Der Stecker ist ein Stecker und die Buchse eine Buchse.