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Verringerung des Leckage- und Verbrennungsrisikos von USB-Typ-C-Schnittstellen

Der E&E-Markt und die Verbraucher sind bereit für ein USB-Kabel und einen Netzstecker für die meisten elektronischen Geräte. Da eine einheitliche Ladegerät Schnittstelle dazu beitragen kann, Elektroschrott zu reduzieren, die Standards für kabelloses Laden zu vereinfachen und den Verbrauchern Komfort zu bieten, setzen die Europäische Union und einige andere staatliche Aufsichtsbehörden verstärkt USB Typ-C ein. Es ist eine Allzweckschnittstelle mit vielen Vorteilen, aber je nachdem, welches Material Sie verwenden, können Sie auf Herausforderungen stoßen. Glücklicherweise gibt es ein getestetes Material, das eine hohe Zwischenschichthaftkraft bietet, die das Ausfallrisiko verringern kann.

Die Idee eines einzigen Kabels, das alle tragbaren elektronischen Geräte aufladen kann, wird schnell Realität. Da eine einheitliche Ladegerät Schnittstelle dazu beitragen kann, Elektroschrott zu reduzieren, die Standards für kabelloses Laden zu vereinfachen und den Verbrauchern Komfort zu bieten, setzen die Europäische Union und einige andere staatliche Aufsichtsbehörden verstärkt USB Typ-C ein.

Der Europäische Rat hat beschlossen, dass ab 2024 alle Arten von elektronischen Geräten wie Mobiltelefone, Tablets und Digitalkameras, die in der EU verkauft werden, einheitlich die Typ-C-Ladeschnittstelle verwenden müssen. Für Laptops gilt eine Karenzzeit von 40 Monaten. 

 

Ein einziges Kabel verringert die Anzahl der Kabel, Netzstecker und Elektroschrott

Der Markt ist in der Tat bereit für ein einzelnes Lade Kabel, und tatsächlich setzen die meisten Smartphone Hersteller bereits auf die Typ-C-Ladeschnittstelle. Die Laptop-Hersteller werden die Umstellung der Schnittstelle noch vor 2026 abschließen.

Die Schnittstellenkonvertierung beschränkt sich nicht nur auf die Ladeschnittstelle – auch die Schnittstelle am Netzteil wird schrittweise von USB Typ-A auf Typ-C umgestellt. Dies bedeutet, dass ein Kabel für alle elektronischen Geräte verwendet werden kann und es nicht notwendig ist, zwischen dem Netzsteckerende und dem Ladeende zu unterscheiden. Außerdem müssen nicht mehr mehrere Netzstecker gekauft werden, was zu einer Verringerung des unnötigen Abfalls führt.

USB Typ-C zeichnet sich als Allzweckschnittstelle mit den folgenden Vorteilen aus:

  • Die Schnittstelle ist klein in der Form, und es besteht keine Notwendigkeit, Vorder- und Zurück zu unterscheiden.
  • Es gibt 24 Gruppen von Pins in der Schnittstelle, die mehr Protokolle erkennen, eine höhere Leistungsübertragung durchführen und mehr Funktionen realisieren können.
  • Der Stromverbrauch moderner Geräte der Unterhaltungselektronik steigt mit der Entwicklung weiterer Funktionen und der Popularisierung von Schnellladefunktionen weiter an. Typ-C kann den Strombedarf dieser modernen Geräte bewältigen.
  • Das Standard-USB2.0- oder USB3.0-Protokoll kann eine Ladeleistung von bis zu 10 W unterstützen, während der USB-Typ-C-Verbinder, der das USB PD 3.1-Protokoll (USB Power Delivery Specification Revision 3.1) erfüllt, eine Übertragungsleistung von bis zu 48 V und 240 W unterstützen kann.

 

Bei der Verwendung von LCP-Material für USB-Schnittstellen können Sie auf Herausforderungen stoßen

Obwohl die Typ-C-Ladeschnittstelle die Hauptschnittstellenanwendung der Zukunft darstellt, ist sie keine risikofreie Lösung. Flüssigkristallpolymere (LCP) werden seit langem zur Herstellung von USB-Schnittstellen verwendet. Dieses Material birgt jedoch die Gefahr von Kriechstrecken, wenn es auf elektronische Geräte mit dünneren Wänden und kleineren Rastern aufgetragen wird.

Einige häufige Ursachen für Material Fehler sind:

  • Erhöhter Stromverbrauch für neue schnell aufladbare elektrische Geräte.
  • Nach dem Spritzguss sammeln sich die Lücken zwischen den Schichten des Kunststoffs an und können eine Oberflächenkarbonisierung verursachen, was zu einem höheren Stromfluss und einer höheren Brandgefahr führt.
  • Eine Beschädigung oder lose Ladeschnittstelle kann zu einem Lichtbogenfehler führen.
  • Das kompakte funktionale Design des USBC Typ-C Verbinders erfordert die Verwendung kleiner Pinabstände, was das Risiko eines Kurzschlusses und eines potenziellen Brandes erhöht.
  • Verbinder, die nicht dem Typ-C-Standard entsprechen, können das Gerät ernsthaft beschädigen und einen elektrischen Ausfall verursachen.

 

Es gibt ein getestetes Material mit einer hohen Zwischenschichthaftkraft, die das Ausfallrisiko reduzieren kann

Es ist zwingend erforderlich, dass Sie das beste Material für USB-Typ-C-Schnittstellen wählen, um Ausfallrisiken und potenzielle Brände zu verringern. Die Stanyl® Produktlinie von Envalior bietet eine hervorragende Mechanisch Festigkeit und eine extrem hohe Verbindungskraft zwischen den Schichten, wodurch das Auftreten von Ausfällen effektiv reduziert werden kann.

Unser Team testete die Eigenschaften der Zwischenschichtbindung von Stanyl® und konkurrierenden Materialien. Wir spritzten jedes Material in eine Testform und verwendeten eine maßgeschneiderte Vorrichtung für die Zugfestigkeit. Stanyl Produkte wies eine Zwei-Schuss-Haftfestigkeit auf, die viel höher war als die von LCP und PPA. Anschließend führten wir Querschnittsbeobachtungen des Kunststoff Teils mit einem Lichtmikroskop durch. Infolgedessen zeigte das Produkt Stanyl® eine glatte und gute Haftung, während konkurrierende Materialien deutliche Risse und Spalten aufwiesen.

Wir helfen Ihnen, die Vermarktung von Produkten zu beschleunigen

Unsere Stanyl® Produkte haben die für die Zertifizierung erforderliche Zeit verkürzt und Ihnen Zeit und Geld gespart. In den letzten Jahren ist der Elektronikmarkt weiter gewachsen und der Produktiterationszyklus ist immer kürzer geworden. Den Entwicklungs- und Herstellungszyklus zu verkürzen und das Produkt so schnell wie möglich auf den Markt zu bringen, ist das, was Sie erreichen wollen.

Dabei ist die Frage, ob das Produkt die Sicherheitszertifizierungsstandards erfüllt, auch ein wichtiges Bindeglied bei der beschleunigten Vermarktung elektronischer Produkte. Unsichere oder unzuverlässige Komponenten bergen die Gefahr, dass sich eine Produkteinführung verzögert. Mit langjähriger Erfahrung auf dem globalen Markt und einem Expertenteam ist Envalior mit verschiedenen regulatorischen Anforderungen vertraut und kann mit Herstellern zusammenarbeiten, um den Designzyklus zu verkürzen und so schnell wie möglich eine Zertifizierung zu erhalten. Derzeit sind USB-C-Steckverbinder mit Stanyl® in vielen Ländern und Regionen zertifiziert.

Darüber hinaus fördert Envalior auch wirksam die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks. Stanyl® PA46 Material hat einen um ca. 32 % geringeren CO₂-Fußabdruck als konkurrierende Materialien, während Bio-basiert, massenbilanzierte Stanyl® B-MB einen ca. 54 % geringeren CO₂-Fußabdruck als Standard-Stanyl® aufweist. Eine Partnerschaft mit uns steht nicht nur für hohe Qualität und zuverlässige Produkte, sondern auch für den Beitrag der Kunden zu einer nachhaltigen Entwicklung.

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ÜBER DEN AUTOR

John Hsieh

Erweiterter technischer Manager

John Hsieh, Advanced Engineering Manager bei Envalior, verfügt über 20 Jahre Erfahrung im Produktmanagement und im technischen Marketing innerhalb der gesamten Wertschöpfungskette der Elektronik. Er ist seit August 2013 bei Envalior und hat einen Master-Abschluss in Mechanik.

Veröffentlicht am

21 November 2023

Stichworte

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