A Pogo-Pinoderfederbelasteter Stiftist eine Art elektrischer Verbindungsmechanismus, der in vielen modernen elektronischen Anwendungen und in der Elektroniktestindustrie verwendet wird. Sie werden wegen ihrer verbesserten Haltbarkeit gegenüber anderen elektrischen Kontakten und der Widerstandsfähigkeit ihrer elektrischen Verbindung gegenüber mechanischen Stößen und Vibrationen verwendet.
Der NamePogo-PinDer Grund dafür ist die Ähnlichkeit des Stifts mit einem Pogo-Stick – die integrierte Schraubenfeder im Stift übt eine konstante Normalkraft auf die Rückseite der passenden Buchse oder Kontaktplatte aus und wirkt so unerwünschten Bewegungen entgegen, die andernfalls zu einer unterbrochenen Verbindung führen könnten. Diese Schraubenfeder macht Pogo-Pins einzigartig, da die meisten anderen Arten von Pin-Mechanismen eine Auslegerfeder oder eine Expansionshülse verwenden.
Ein vollständiger Verbindungspfad erfordert eine passende Aufnahme für den Stift, die als a bezeichnet wirdZieloderLand. Ein Pogo-Target besteht aus einer flachen oder konkaven Metalloberfläche, die im Gegensatz zu den Pins keine beweglichen Teile aufweist. Ziele können einzelne Komponenten in der gesamten Steckverbinderbaugruppe sein oder, im Fall von Leiterplatten, einfach ein plattierter Bereich der Platine.
Federbelastete Stifte sind Präzisionsteile, die im Dreh- und Drückverfahren hergestellt werden, für das keine Form erforderlich ist und die die Produktion kleinerer Mengen zu geringeren Kosten ermöglichen.
Struktur
Ein einfacher federbelasteter Stift besteht aus drei Hauptteilen: aKolben, Fass, UndFrühling. Wenn Kraft auf den Stift ausgeübt wird, wird die Feder zusammengedrückt und der Kolben bewegt sich im Inneren des Zylinders. Die Form des Zylinders hält den Kolben fest und verhindert, dass die Feder ihn herausdrückt, wenn der Stift nicht eingerastet ist.
Bei der Konstruktion elektrischer Kontakte ist ein gewisses Maß an Reibung erforderlich, um einen Steckverbinder an Ort und Stelle zu halten und die Kontaktoberfläche beizubehalten. Eine hohe Reibung ist jedoch unerwünscht, da sie die Belastung und den Verschleiß der Kontaktfedern und Gehäuse erhöht. Daher ist eine genaue Normalkraft, typischerweise etwa 1 Newton, erforderlich, um diese Reibung zu erzeugen. Da ein federbelasteter Stift einen kleinen Spalt zwischen Kolben und Zylinder haben muss, damit er leicht gleiten kann, kann es bei Vibrationen oder Bewegungen zu kurzzeitigen Unterbrechungen kommen. Um dem entgegenzuwirken, weist der Kolben normalerweise eine kleine Neigung auf, um eine dauerhafte Verbindung zu gewährleisten.
Viele Hersteller haben ihre proprietären Variationen dieses Designs entwickelt, am häufigsten durch Variation der Schnittstelle zwischen Kolben und Feder. Beispielsweise kann eine Kugel zwischen die beiden Komponenten eingefügt werden oder der Kolben kann eine abgewinkelte oder versenkte Spitze haben.
Der Kolben und der Zylinder von Pogo-Pins verwenden üblicherweise Messing oder Kupfer als Grundmaterial, auf das eine dünne Nickelschicht aufgetragen wird.
Wie bei elektrischen Steckverbindern üblich, verwenden Hersteller häufig eine Goldbeschichtung, die die Haltbarkeit und den Kontaktwiderstand verbessert.
Die Federn bestehen meist aus Kupferlegierungen oder Federstahl.
Federbelastete Steckverbinder werden für eine Vielzahl von Anwendungen sowohl in der Industrie- als auch in der Unterhaltungselektronik eingesetzt:
Board-to-Board-Steckverbinder (normalerweise dauerhaft)
Geschützte Steckverbinder in Verbrauchergeräten, z. B. Smartwatches, robuste Computer
Batterieklemmen an Laptops
Magnetische Lade- oder Signalanschlüsse, z. B. Laptop-Docks und Ladegeräte(sehen§ Kombination mit Magneten)
Hochfrequenzanschlüsse, z. B. Antennen, Monitoranschlüsse
Prüfung von Leiterplatten
Testen integrierter Schaltkreise
In-Circuit-Tests
Batterietest
Andere Elektronikprüfungen
Steckeranordnung
Siehe auch:Elektrischer Steckverbinder
Wenn Pogo-Pins in einem Steckverbinder verwendet werden, sind sie normalerweise in einer dichten Anordnung angeordnet und verbinden viele einzelne Knoten zweier Stromkreise. Sie werden häufig in automatischen Testgeräten in Form eines Nagelbetts verwendet, wo sie die schnelle und zuverlässige Verbindung der zu testenden Geräte (DUTs) ermöglichen.[10]In einer Konfiguration mit extrem hoher Dichte hat das Array die Form eines Rings, der Hunderte oder Tausende einzelner Pogo-Pins enthält; Dieses Gerät wird manchmal als a bezeichnetPogo-Turm.
Sie können auch für dauerhaftere Verbindungen verwendet werden, beispielsweise im Supercomputer Cray-2.
Beim Einsatz in Hochleistungsanwendungen müssen Pogo-Pins sehr sorgfältig entworfen werden, um nicht nur eine hohe Zuverlässigkeit über viele Steck-/Entsteckzyklen hinweg zu gewährleisten, sondern auch die Übertragung der elektrischen Signale mit hoher Wiedergabetreue. Die Stifte müssen hart und dennoch mit einer Substanz (z. B. Gold) beschichtet sein, die einen zuverlässigen Kontakt gewährleistet. Innerhalb des Hakenkörpers muss der Stößel einen guten elektrischen Kontakt mit dem Körper herstellen, damit die Feder mit höherem Widerstand das Signal nicht weiterleitet (zusammen mit der unerwünschten Induktivität, die die Feder darstellt). Das Design von Pogo-Pins für den Einsatz in Schaltungen mit angepasster Impedanz ist eine unglaubliche Herausforderung. Um die korrekte charakteristische Impedanz aufrechtzuerhalten, sind die Pins manchmal so angeordnet, dass ein signalführender Pin von vier, fünf oder sechs geerdeten Pins umgeben ist.