改善LED底座設(shè)計和系統(tǒng)實現(xiàn)LED照明資源的互換性

隨著能效要求的不斷增長，照明設(shè)計人員一直在尋找能夠幫助他們在照明應(yīng)用中更快、更輕松地實施 LED 技術(shù)的方法。 如在混合型器件中添加板載芯片 （COB） LED，以及其它設(shè)計挑戰(zhàn)。 連接器制造商能對 LED 照明行業(yè)起到幫助作用的方式之一就是改進(jìn)其無焊接 LED 底座設(shè)計和系統(tǒng)。 通常，這些底座的改進(jìn)重點集中在易于裝配、可靠固定和降低成本方面。

我們來看一下 TE Connectivity 最新推出的產(chǎn)品，這是一個很好的例子。 TE 開發(fā)出了一款符合 Zhaga 要求的無焊接、咬接式 LED 底座，可使 LED 照明應(yīng)用的制造、安裝更快、更簡單。 LUMAWISE Z50 型 LED 底座是 LUMAWISE 系列增加的最新設(shè)計。 該零件符合 Zhaga 聯(lián)盟規(guī)范。Zhaga 聯(lián)盟由多家公司聯(lián)合組建而成，致力于實現(xiàn) LED 照明資源的互換性，以簡化通用型 LED 照明。

LUMAWISE LED 底座可用于來自 Bridgelux、Cree、Citizen、Everlight、Nichicon、OSRAM、Seoul Semiconductor 和 Sharp 等廠家的眾多 COB LED。 這些底座也包括一件或兩件式配置的預(yù)裝配形式。

TE Connectivity 針對 LED 陣列的安裝和二次光學(xué)器件的集成提供了五個簡單步驟：將 COB 卡入 Z50 基座中；涂抹熱界面材料；將電線插入 Z50 基座；用螺釘將組件固定到散熱器上；最后接上二次光學(xué)器件。 據(jù) TE 介紹，這款使用簡單的連接器設(shè)計用于降低裝配成本，實現(xiàn)無焊接電源連接和可靠的機械連接性能。 TE 在其宣傳資料中寫到，“通過在安裝前將 LED 固定至底座，咬接式 LED 固定方式簡化了安裝，且 LED 電線的插入式連接避免了耗時的焊接工作”。

這款 LED 底座兼容二次光學(xué)器件，極大地擴(kuò)大了工程師的 LED 設(shè)計選擇范圍。 新型 Z50 底座系列（圖 1 所示為 TE Z50 型 LED 底座以及 TE 光學(xué)器件固定件、Sharp Mega ZENIGATA LED、LEDIL 光學(xué)器件、通用散熱器）由 Cree 的 CXA 系列產(chǎn)品、Nichicon COB、OSRAM 的 Opto SOLARIQ 陣列和 Philips LUMILEDS 組成。 這些底座可用于投射燈、筒燈、舞臺燈、洗墻燈和建筑照明。

圖 1：TE Connectivity 的 Z 型 LED 底座能實現(xiàn) LED 陣列快速無焊連接，讓設(shè)計人員開發(fā)出符合 Zhaga 規(guī)范的模塊。 （感謝 TE Connectivity 提供數(shù)據(jù)）

Z50 型底座外形扁平，可帶或不帶光學(xué)附件。 插入式器件提供支持 18 AWG 至 22 AWG 實芯、帶保險絲和多股絞線的觸頭。 底座的工作溫度范圍為 -40 至 105°C。 這些器件達(dá)到了 UL 300V 等級和 UL94V-0 可燃性等級。

Molex 在固態(tài)照明 （SSL） 領(lǐng)域不斷取得進(jìn)步，針對 LED COB 陣列推出塑料基底互連器件 （PSI）。 與 TE Connectivity 的底座類似，這些 COB 陣列底座專門針對更快、更可靠的連接而設(shè)計。 在照明設(shè)計中經(jīng)常會看到，定制型互連器件也通常用來解決空間受限問題，因其具有扁平線束接口，可通過到底座或塑料基底的簡單連接向陣列供電。

PSI 提供總高度約 2.00 mm 的小高度封裝，既有助于空間受限型設(shè)計，又能減小基板成本。 除了外形扁平外，這種解決方案也允許光學(xué)器件與 LED 靠得更緊密。 使用 Molex 集成了電氣和機械特性的 Pico-EZmate 線束系統(tǒng)可實現(xiàn)無焊連接，消除了焊接工序。

PSI 系統(tǒng)專用于高密度和高光輸出應(yīng)用，如射燈（軌道燈、吊燈、條形燈）和大面積照明（路燈、停車場照明和外墻燈）。 Molex 稱該器件支持各種類型的潛在 PSI 設(shè)計：

圓形：COB 22.50 x 22.50 mm、外徑 36.00 mm、高度 2.0 mm

長方形：COB 22.50 x 22.50 mm、周長 36.50 x 28.50 mm、高度 2.0 mm

定制形狀、大小、安裝孔形式和互連器件

Molex 還提供可集成到定制 PSI 中的各種扁平針座和插座系統(tǒng)。

具體方法為：將無焊接 Pico-EZmate 線束（圖 2）固定到 LED 陣列底座上，無需任何特殊步驟或者工具。 這樣可避免接觸到陣列，從而降低損壞風(fēng)險。 為達(dá)到較高可靠性，該系統(tǒng)采用垂直式“咬接轉(zhuǎn)配接”連接、可靠鎖定和鍍金觸頭。 該線束包括三種線規(guī)配置和不同的長度。

圖 2：通過使用 Pico-EZmate 線束系統(tǒng)，Molex PSI 解決方案在 LED 陣列中集成了電氣和機械特性，從而實現(xiàn)了無焊連接，消除了損害風(fēng)險。 （感謝 Molex 提供數(shù)據(jù)）

如果設(shè)計人員在為面板安裝型 LED 指示燈尋找一種無焊接解決方案，也可選用 VCC 開發(fā)的無焊接面板安裝型 LED 底座。該器件也是針對快速、簡單裝配而設(shè)計。 與其它解決方案類似，CNX 440 和 CNX 460 系列插座裝配時不要工具，并可為各種面板透鏡輕松實現(xiàn)螺紋連接。

CNX 440 系列 5 mm LED 底座經(jīng)配置后，可支持多達(dá)六個引線式、RGB、隱蔽 （UC） 或紅外 （IR） LED，而 CNX 460 10 mm LED 底座則專用于高光通量和標(biāo)準(zhǔn) 10 mm LED 封裝器件（圖 3）。 VCC 稱，這些插座可以配合所有的主流 LED 品牌使用。 對于標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，VCC 推薦帶有 Fresnel 環(huán)的 CMC 441 和 HMC 461 透鏡款式，能夠增加亮度；對于要求防潮性能好的 NEMA 4 應(yīng)用，推薦 CMS 442 和 HMS 462 透鏡款式。

圖 3：用于面板安裝型 LED 的 VCC CNX 440 和 CNX 460 LED 底座可以快速、無焊連接不同類型的面板透鏡。 這些器件應(yīng)用廣泛，包括汽車、航空航天、醫(yī)療、工業(yè)、軍事、采礦、運輸和安防。 （感謝 VCC 提供數(shù)據(jù)）

HMC 460 和 HMS 462 透鏡系列指示燈適合 0.5625 inch （14.29 mm） 直徑的安裝孔，CMC 441 和 CMS 442 則適合 0.300 inch （7.62 mm） 直徑的安裝孔。 該解決方案也能實現(xiàn)快速裝配：通過面板開孔滑入透鏡，將防松墊圈滑動至透鏡桶上方，然后擰半圈，即可通過連接器固定透鏡。

其它特性包括可以提高 LED 引線穩(wěn)定性的互連器件，以及用于 LED 與電源連接的標(biāo)準(zhǔn)引線長度和針座。 據(jù) VCC 介紹，這種插座可用在定制電纜組件或帶有去皮電線端或針座連接器的標(biāo)準(zhǔn)組件中，用于連接 PCB。

總結(jié)，盡管 LED 底座是照明設(shè)計人員在進(jìn)行照明設(shè)計評估時最后才涉及的元件之一，但這些器件能降低系統(tǒng)總成本，減少板空間。 設(shè)計人員應(yīng)尋找既能降低損害風(fēng)險，又能加快裝配速度的無焊接設(shè)計。 此外，針對那些允許使用可互換 LED 照明光源的通用照明應(yīng)用，他們還應(yīng)開始考慮符合 Zhaga 聯(lián)盟規(guī)范的產(chǎn)品。 包括 Molex 和 TE Connectivity 在內(nèi)的連接器制造商都是該聯(lián)盟的成員，該聯(lián)盟包括許多 LED 制造商。