为何在 PCB 电路中选择杠杆式端子块

印刷电路板是电子电路的构建单元，由许多组件构成。端子块就是这样一种组件，在电气或电子电路中将两根导线或导线与电路板连接在一起。各种电气、机械和其他因素决定了端子块的选择标准。

推动端子块使用的计算生态系统

随着越来越多的企业，甚至是过去运行传统生产线的企业都开始以数据为驱动力，工业物联网 (IIoT) 也在日益发展，以适应这种变化。预计到 2030 年，全球物联网设备的数量将达到 400 亿台。

除了物联网的兴起，以下趋势也刺激了对各种电气和电子元件的需求增长：

• 工业 4.0 和 5.0：物联网和机器人是先进制造业的基石。两者都需要大量传感器和电子设备来读取机器数据，并将信息传递给人员进行处理。工业自动化的发展推动了对电子电路以及相关端子块的需求。
• 人工智能和边缘计算：工业物联网的运行将数据路由到云端进行处理，但随着对实时、瞬时决策的需求，这种情况正在发生变化。在边缘使用人工智能增加了对高性能计算的需求，而高性能计算又需要精密复杂的电路。
• 经济领域的去碳化和电气化：随着去碳化进程的推进，将有更多的电路通过各种应用投入使用，其中包括电动汽车、混动汽车以及电网。

在电气和电子电路发展的大背景下，端子块的需求也将不断增长。预计到 2027 年，全球端子块市场规模将达到 52 亿美元，年复合增长率为 5.7%。

端子块的连接机制

端子块可分为不同类型，其中一个显著特点是其连接机制。螺钉型端子块使用螺钉固定导线。按钮机制包括按下按钮、插入导线、松开按钮，以使导线夹紧到位。

在推入式端子块中，用户只需将导线推入，在弹簧夹作用下就会将导线锁定。这就是 WAGO 2601 系列杠杆式 PCB 端子块采用 WAGO 获得专利的 Push-In CAGE CLAMP®（推入式笼式弹簧）连接技术的工作原理。连接时，用户需要将导线推到位。需松开导线时，将杠杆向上推，减轻对弹簧夹的压力（图 1）。杠杆式端子块使用方便、快捷，简单的上推和下按动即可完成连接。

图 1：端子块上的杠杆通过一个简单的装置夹住导线并将其固定到位，有助于确保快速轻松的连接。（图片来源：WAGO）

杠杆式连接的优势

与其他锁定机制相比，杠杆式端子块具有以下一系列显著优势：

• 免工具：无需使用螺丝刀拧紧导线，使组装更快、更高效。对于需要频繁更换接线的应用，如现场安装或实验室原型制作，杠杆式端子块尤其有用。
• 减小导线压力：设备使用寿命更长，因为不使用螺丝拧紧导线，因此不易磨损。连接和重新连接导线更容易，对电路的影响也更小，从而增加了使用寿命。
• 力度适当：用于端子块连接的拧入式机制存在过度拧紧的风险。过度拧紧造成压力增加，会更快地损坏导线，从而缩短电气和电子元器件的使用寿命。推入式端子块带有释放杠，无需猜测将导线固定到位所需的作用力。
• 连接更牢固、更稳定：拧入式机制还存在连接松动的风险，导致信号错误和数据丢失。采用推入式夹紧技术的端子块可确保连接一致，不会因技术人员的专业技能而改变。稳定的全触式连接使这些端子块特别适用于工业制造和航空航天等高振动环境。
• 灵活性和兼容性：当物联网传感器与更大的电路集成时，很可能会造成导线组合不均匀，所有这些导线都需要通过连接来传递数据和信号。使用带释放杆的插入式端子块可连接不同种类的导线——实心导线、绞合导线或细绞线。
• 人性化：端子块有一个释放杆，更容易判断连接的锁定或解锁状态。视觉和触觉上的提示让用户更容易使用，并降低了在设置复杂电路时出错的可能性。

由于每个端子块单元都采用模块化结构，因此检查和维护也更加方便。模块化设计还有助于更快地更换导线。更改时，技术人员不必拆卸和更换整块电路板；相反，他们可以专注于需要进行操作的具体部分，有选择性地更换模块。

选择合适的端子块

随着电路变得越来越复杂，对端子块的需求也越来越大，设计人员寻找合适的端子块时很可能会把重点放在是否能在极端环境条件下工作，能以更小的尺寸封装的产品上。

选择端子块前要考虑的标准包括电路必须承受的电流和电压。选择产品之前，设计人员通常会在数值方面留有余地（所需额定值的 150%）。电极数决定了端子块可容纳的电路数量。端子块的电压和电流余量、爬电距离等参数决定了端子块的间距，即一个电极中心与下一个电极中心之间的距离（图 2）。最后，设计人员必须确保端子块的外壳大小能够容纳下导线，导线规格通常以美国线规 (AWG) 为单位。

图 2：端子块的间距是电路设计人员的选择标准之一，它规定了一个电极中心与下一个电极中心之间的距离。（图片来源：WAGO）

选择端子块之前，必须综合考虑电气性能、机械参数以及其他指标。例如，WAGO 的 2601 系列杠杆式 PCB 端子块结构紧凑、免工具，可快速、轻松地端接 26 AWG 至 14 AWG 导线。凭借 WAGO 获得专利的 Push-In CAGE CLAMP® 连接技术，只需将带套圈的实芯导线和细绞线推入端子块即可完成连接。

2601 系列可垂直或水平连接至 PCB，引脚间距仅为 3.5 mm，因此只需占用极小的电路板空间。2601 系列继续采用 WAGO 独特的杠杆式 PCB 端子块，成为现场设备连接的理想选择，无论性能等级如何皆是如此。免工具接线非常直观，全球适用，杠杆技术可确保接触点始终牢固可靠。该系列可应用于电源、控制板、设备制造和设备连接、接口模块、传感器、智能家居和控制板。

结语

端子块对于实现复杂电气和电子电路的完整性和性能至关重要。在选择时，设计工程师必须考虑各种因素，包括应用、电压和电流容差以及机械连接机制。由于能够实现快速、稳定和可靠的连接，带释放杠杆的推入式端子块尤其易于使用。