Штекерный разъемный соединитель для соединения силовых низковольтных цепей и каналов передачи данных

Полезная модель относится к входным/выходным электрическим соединителям, таким как соединители для аудио (сигналов) и соединители для данных.
Стандартные соединители для устройств мощностью более 50 ватт имеют 2 разных соединителя, силовое питание и соединитель для передачи данных. Данный соединитель позволяет соединять устройства с силовой сетью до 36 вольт и информационными каналами одним кабелем.
Современным стандартом подключения электронных устройств  до 20 ватт является соединитель стандарта USB power  type-c.
Но его размеры и конструкция не позволяют подключать устройства мощностью более 240 ватт при используемом напряжении 48 вольт.
Из уровня техники известен гнездовой разъем универсальной последовательной шины (USB), расположенный внутри электронного устройства для подсоединения штекерного разъема, причем на корпусе электронного устройства расположено штекерное отверстие для ввода штекерного разъема, содержащий основание и блок соединительного терминала, причем основание и корпус устройства образованы в виде единого целого, на основании расположен приемный паз, соответствующий штекерному отверстию, а блок соединительного терминала установлен внутри приемного паза. (RU 2656337 C2, 05.06.2018).
(
Из уровня техники известен разъем для позиционирования USB Type-C, содержащий изолирующий корпус, клеммный набор изолирующих пластин и одноразовый позиционирующий элемент, при этом изолирующий корпус содержит верхнее основание и нижние основание, которые образованы на противоположных внутренних сторонах; набор клемм расположен внутри изолирующего корпуса и включает верхний набор клемм, сформированный на верхнем основании, и нижний набор клемм, сформированный на нижнем основании, и одна сторона верхнего набора клемм снабжена множеством верхних упорных сторон, проходящих внутрь пространства для прилегания, а другие стороны верхних сторон прилегания снабжены множеством верхних сварных сторон, выходящих за пределы другой стороны изолирующего корпуса, при этом одна сторона нижнего ряда клеммных групп снабжена множеством нижних сторон прилегания, проходящих в пространство прилегания, а другие стороны нижних сторон прилеганя снабжены множеством нижних сторон сварки, выходящих за пределы другой стороны изолирующий корпус; распорная пластина изготовлена из металлического материала и прикреплена к внутренней части изолирующего корпуса и расположена между верхним и нижним клеммными рядами, образуя экран и изоляцию, а внутренняя часть одноразового позиционирующего элемента имеет приемное пространство для размещения изолирующего корпуса, клеммной колодки и изолирующей пластины.TWM 614748 U, 21.07.2021).
Из уровня техники также известен штекерный соединитель, содержащий:
- вывод соединителя, имеющий первую и вторую противоположные стороны и третью и четвертую противоположные стороны, каждая из которых протягивается между первой и второй главными сторонами, при этом каждая из третьей и четвертой сторон является значительно более узкой, чем первая или вторая стороны;
- множество электрических контактов, переносимых посредством вывода соединителя, причем множество контактов включает в себя первое множество контактов, сформированных на первой главной стороне, и второе множество контактов, сформированных на второй главной стороне, при этом первое множество контактов симметрично разнесено со вторым множеством контактов, и вывод соединителя имеет форму со 180-градусной симметрией, так что вывод соединителя может быть вставлен и функционально соединен с соответствующим розеточным соединителем в любой из двух ориентации; и
- средства фиксации, сформированные на третьей и четвертой сторонах около дистального конца вывода соединителя, которые адаптированы для функционального зацепления с механизмом фиксации в соответствующем розеточном соединителе во время события сопряжения, при этом средства фиксации выступают в качестве заземляющих контактов. (RU 2544839 C2,  20.03.2015 г.).
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является разъем питания для айфона, содержащий вилку в виде диэлектрического корпуса, соединенную с диэлектрической подложкой, включающей  пазы для крепления проводников, раскрытый на сайте https://habr.com/ru/post/509828/, дата публикации информации – 15.02.2021 г.
В приведенных технических решениях используется подключение устройств мощностью до 240 ватт при напряжении до 48 вольт  и отсутствует разделение информационных линий и линий питания, при этом используются гораздо более тонкие проводники, не позволяющие подключить требуемую мощность.
Таким образом, недостатком известного уровня техники является возможность подключения устройства малой мощности.
Техническая проблема полезной модели заключается в создании штекерного соединителя, который позволяет подключать одним кабелем силовые линии до 1440ватт и каналы передачи данных.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение электрической мощности подключаемого устройства  при сохранении минимальных размеров.
Технический результат полезной модели достигается тем, что штекерный разъемный соединитель для соединения силовых низковольтных цепей и каналов передачи данных, содержащий вилку в виде диэлектрического корпуса, соединенную с диэлектрической подложкой, включающей  пазы для крепления проводников, согласно полезной модели пазы для крепления проводников расположены с каждой стороны диэлектрической подложки и выполнены под две контактные группы: силовую, состоящую из 4 силовых металлических контактов, и информационную, состоящую из 8 информационных металлических контактов, выполненных сечением 0,5х0,5 мм, высотой 0,5 мм и толщиной 0,5 мм, при этом 4 силовых металлических контакта выполнены сечением 4 х 2,5 мм, высотой 2,5мм и толщиной 4 мм, причем диэлектрическая подложка выполнена шириной и длиной 12,7 мм, а силовые и информационные металлические контакты разделены диэлектрическими выступами, являющимися ребрами жесткости.
Кроме того, диэлектрические выступы между силовыми металлическими контактами выполнены высотой 2,5 мм.
Кроме того, диэлектрические выступы между информационными металлическими контактами выполнены высотой 0,5 мм.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 представлен штекерный разъемный соединитель для соединения силовых низковольтных цепей и каналов передачи данных.
На фиг. 2 представлена последовательность чередования диэлектрических выступов и металлических контактов на диэлектрической подложке.
Штекерный разъемный соединитель содержит: 1 – диэлектрический корпус разъема, 2 – диэлектрическая подложка, 3 – кабель, 4 – контакт питания GND, 5 – диэлектрический выступ, 6 – контакт для подключения информационной линии, 7 – диэлектрический выступ, 8 – контакт для подключения информационной линии, 9 – диэлектрический выступ, 10 – контакт для подключения информационной линии, 11 – диэлектрический выступ, 12 – контакт для подключения информационной линии, 13 – диэлектрический выступ, 14 – контакт питания +.
Штекерный разъемный соединитель для соединения силовых низковольтных цепей и каналов передачи данных содержит вилку в виде диэлектрического корпуса (1), соединенную с диэлектрической подложкой (2), включающей  пазы для крепления проводников. Пазы для крепления проводников расположены с каждой стороны диэлектрической подложки (2) и выполнены под две контактные группы: силовую, состоящую из 4 силовых металлических контактов, и информационную, состоящую из 8 информационных металлических контактов, выполненных сечением 0,5х0,5 мм, высотой 0,5 мм и толщиной 0,5 мм. При этом 4 силовых металлических контакта выполнены сечением 4х2,5 мм, высотой 2,5 мм и толщиной 4 мм. Диэлектрическая подложка (2) выполнена шириной и длиной 12,7 мм. Силовые и информационные металлические контакты разделены диэлектрическими выступами, являющимися ребрами жесткости.
Контактные группы крепятся с обеих сторон диэлектрической подложки (2). Размещение контактов разрешает переворачивать штекер при включении в розеточную часть любой стороной.
Диэлектрические выступы между силовыми металлическими контактами выполнены высотой 2,5 мм.
Диэлектрические выступы между информационными металлическими контактами выполнены высотой 0,5 мм.
Выступы  диэлектрической подложки (2) являются одновременно ребрами жесткости, повышающими механическую прочность соединителя.
Ответная часть представляет собой розетку с подпружиненными контактами, с расположением и размерами, соответствующими штекерной  части.
Последовательность чередования силовых и информационных металлических контактов и диэлектрических выступов указана в таблице 1.
Использование гораздо более толстых штекеров   4х2,5 мм для силовых линий    высотой: 2,5 мм,  толщиной: 4мм  отделенных от информационных каналов диэлектрическим выступом диэлектрической подложки позволяет подключать питание  устройств  мощностью до 2 киловатт при напряжении питания до 48 вольт и высокоскоростные информационные каналы одновременно.
2
Выбор ширины и длины диэлектрической подложки 12,7 мм обеспечивает повышение мощности подключаемого устройства  при сохранении минимальных размеров и возможность использования для подключения одного кабеля, поскольку эти размеры позволяют разместить  4 силовых штекера  размером 4х2.5мм  позволяющие пропускать  суммарный ток до 60 ампер для латунных контактов, то есть не более 3 ампер на мм сечения штекера. Кроме того, такой размер позволяет разместить на подложке 8 штекеров информационных каналов сечением 0,5 мм размером высотой 0,5 мм и толщиной  0,5 мм. Выбор высоты диэлектрических выступов зависит от размера штекера, позволяет защитить информационные каналы от возможного искрения при подключении или отключении  разъема под нагрузкой, тем самым обеспечивая повышение электрической мощности подключаемого устройства.
В случае подключения электроприборов к сети питания 220 вольт при попадании влаги, разрушении изоляции провода, замыкания на корпус существует риск поражения человека или животного, грызущего провод, электрическим током. При питании от низковольтной сети 12-36 вольт риск исключается как для людей, так и для животных, при этом использована повышенная мощность подключаемого устройства за счет выполнения  заявленного штекерного разъемного соединителя с двухсторонним размещением на диэлектрической подложке проводников, состоящих из силовых и информационных металлических контактов разделенных диэлектрическими выступами с определенными размерами.
Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели имеет причинно-следственную связь с техническим результатом, заключающемся в повышении электрической  мощности подключаемого устройства при сохранении минимальных размеров и возможности использования для подключения одного кабеля.