电子连接器温升仿真教程 一

        电子连接器温升是指电子连接器的所有端子在施加额定电载荷的情况下，经过一段时间后，达成热平衡，连接器局部温度不再继续升高，此时规定测试点的温度与测试环境温度的差值。连接器的温升规格值因其应用环境不同，而不同。工业应用，且不与人体接触的电子连接器一般允许温升会大一些；用于消费电子及玩具，且连接器本身会外露，可能会与人体接触的连接器，一般会规定一个较小的温升值。一般情况下，很多电子连接器的温升规格值被定为30°C。连接器的温升与接触电阻、额定电流、连接器零件材料的热传导系数、连接器零件的热传导表面大小及连接器散热外表面大小等因素有关。要控制连接器的温升需从两方面着手，一是控制发热量，二是增大散热效果。

        连接器的发热功率为I*I*R*Pins，其中I为额定电流，R为端子的接触电阻，Pins为端子数量。额定电流与端子数量为特定需求，唯一能改变的是端子的接触电阻，端子的接触电阻与端子材料的导电率、端子截面大小、端子的电传导通路的长度紧密相关。而端子成本在连接器成本中占有极大的比重，基于性价比考虑，不可能无限制地降低连接器的接触电阻，将其控制在合适的范围即可。

        电子连接器中的散热方式有以下几种： 1，接触传导，如公母端子间，端子与Housing间。2，对流散热，如连接器表面与空气间的热传导主要是对流散热, 连接器与空气的对流散热系数一般取3~5W/平方米。3. 辐射散热，连接器零件会产生红外线，通过红外线向外辐射热量。由于连接器零件温度较低，其产生的红外线较少，辐射散热相对较少。辐射率与连接器的表面有关，一般取0.8~0.95。散热主要靠前两种方式，要增大接触热传导与对流散热都需选用有较大热传导系数的材料，增大接触或散热表面积。

        无论是减小发热量或者增强散热，都只是一个概念。怎么来评估我们所做工作的效果？我们设计的连接器温升会是多少°C？没法用一个公式将其计算出来。怎么办？可以通过仿真软体来仿真计算出来。下面将用一款连接器产品为示例，一步一步地讲解如和用软件做电子连接器温升仿真。

        下面是示例的产品公头图片：

        下面是示例产品的母头图片：

        下面是示例产品公母对插在一起的图片：

        本教程中连接器温升仿真，将使用内发热激励，会用到Ansys Workbench与Ansys Q3D。温升仿真分析会在Ansys Workbench中进行。使用Ansys Q3D的目的是仿真计算接触电阻，以便在用Ansys Workbench做温升时设置发热功率。由于设置了端子的发热功率，仿真中就不需要再设置电流。

电子连接器温升仿真操作步骤

Step1 模型预处理

      模型预处理的目的：一是消除零件间的相交部分，避免仿真出错。二是去除端子的锡脚没有电流流过部分，以便用Ansys Q3D做接触电阻仿真。要做到这点有两种做法，一是直接切掉端子锡脚的无电流流过段；二是设计及温升仿真夹具（包含PCB部分），模拟实际使用情况，在仿真夹具的PCB线路上施加激励源。第一种方法较简单，这里演示第一种预处理方法。预处理后的3D模型如下：

Step2 接触电阻仿真计算

      该连接器存在两排端子，其长短不同，如下：

这里需要分别选一对长短端子，分别仿真计算其接触电阻。在《电子连接器接触电阻仿真教程》中已详细介绍了接触电阻仿真的操作步骤，这里就不