改善LED底座設計和系統(tǒng)實現(xiàn)LED照明資源的互換性

隨著能效要求的不斷增長，照明設計人員一直在尋找能夠幫助他們在照明應用中更快、更輕松地實施 LED 技術的方法。 如在混合型器件中添加板載芯片 （COB） LED，以及其它設計挑戰(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其無焊接 LED 底座設計和系統(tǒng)。 通常，這些底座的改進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裝配形式。

TE Connectivity 針對 LED 陣列的安裝和二次光學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；最后接上二次光學器件。 據 TE 介紹，這款使用簡單的連接器設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 底座兼容二次光學器件，極大地擴大了工程師的 LED 設計選擇范圍。 新型 Z50 底座系列（圖 1 所示為 TE Z50 型 LED 底座以及 TE 光學器件固定件、Sharp Mega ZENIGATA LED、LEDIL 光學器件、通用散熱器）由 Cree 的 CXA 系列產品、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）

Z50 型底座外形扁平，可帶或不帶光學附件。 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。 這些器件達到了 UL 300V 等級和 UL94V-0 可燃性等級。

Molex 在固態(tài)照明 （SSL） 領域不斷取得進步，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、更可靠的連接而設計。 在照明設計中經常會看到，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，從而降低損壞風險。 為達到較高可靠性，該系統(tǒng)采用垂直式“咬接轉配接”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，消除了損害風險。 （感謝 Molex 提供數(shù)據）

如果設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 底座經配置后，可支持多達六個引線式、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準 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。 對于標準應用，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）

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 與電源連接的標準引線長度和針座。 據 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準組件中，用于連接 PCB。

總結，盡管 LED 底座是照明設計人員在進行照明設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。 設計人員應尋找既能降低損害風險，又能加快裝配速度的無焊接設計。 此外，針對那些允許使用可互換 LED 照明光源的通用照明應用，他們還應開始考慮符合 Zhaga 聯(lián)盟規(guī)范的產品。 包括 Molex 和 TE Connectivity 在內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。