改善LED底座设计和系统实现LED照明资源的互换性

随着能效要求的不断增长，照明设计人员一直在寻找能够帮助他们在照明应用中更快、更轻松地实施 LED 技术的方法。 如在混合型器件中添加板载芯片 （COB） LED，以及其它设计挑战。 连接器制造商能对 LED 照明行业起到帮助作用的方式之一就是改进其无焊接 LED 底座设计和系统。 通常，这些底座的改进重点集中在易于装配、可靠固定和降低成本方面。

我们来看一下 TE Connectivity 最新推出的产品，这是一个很好的例子。 TE 开发出了一款符合 Zhaga 要求的无焊接、咬接式 LED 底座，可使 LED 照明应用的制造、安装更快、更简单。 LUMAWISE Z50 型 LED 底座是 LUMAWISE 系列增加的最新设计。 该零件符合 Zhaga 联盟规范。Zhaga 联盟由多家公司联合组建而成，致力于实现 LED 照明资源的互换性，以简化通用型 LED 照明。

LUMAWISE LED 底座可用于来自 Bridgelux、Cree、Citizen、Everlight、Nichicon、OSRAM、Seoul Semiconductor 和 Sharp 等厂家的众多 COB LED。 这些底座也包括一件或两件式配置的预装配形式。

TE Connectivity 针对 LED 阵列的安装和二次光学器件的集成提供了五个简单步骤：将 COB 卡入 Z50 基座中；涂抹热界面材料；将电线插入 Z50 基座；用螺钉将组件固定到散热器上；最后接上二次光学器件。 据 TE 介绍，这款使用简单的连接器设计用于降低装配成本，实现无焊接电源连接和可靠的机械连接性能。 TE 在其宣传资料中写到，“通过在安装前将 LED 固定至底座，咬接式 LED 固定方式简化了安装，且 LED 电线的插入式连接避免了耗时的焊接工作”。

这款 LED 底座兼容二次光学器件，极大地扩大了工程师的 LED 设计选择范围。 新型 Z50 底座系列（图 1 所示为 TE Z50 型 LED 底座以及 TE 光学器件固定件、Sharp Mega ZENIGATA LED、LEDIL 光学器件、通用散热器）由 Cree 的 CXA 系列产品、Nichicon COB、OSRAM 的 Opto SOLARIQ 阵列和 Philips LUMILEDS 组成。 这些底座可用于投射灯、筒灯、舞台灯、洗墙灯和建筑照明。

图 1：TE Connectivity 的 Z 型 LED 底座能实现 LED 阵列快速无焊连接，让设计人员开发出符合 Zhaga 规范的模块。 （感谢 TE Connectivity 提供数据）

Z50 型底座外形扁平，可带或不带光学附件。 插入式器件提供支持 18 AWG 至 22 AWG 实芯、带保险丝和多股绞线的触头。 底座的工作温度范围为 -40 至 105°C。 这些器件达到了 UL 300V 等级和 UL94V-0 可燃性等级。

Molex 在固态照明 （SSL） 领域不断取得进步，针对 LED COB 阵列推出塑料基底互连器件 （PSI）。 与 TE Connectivity 的底座类似，这些 COB 阵列底座专门针对更快、更可靠的连接而设计。 在照明设计中经常会看到，定制型互连器件也通常用来解决空间受限问题，因其具有扁平线束接口，可通过到底座或塑料基底的简单连接向阵列供电。

PSI 提供总高度约 2.00 mm 的小高度封装，既有助于空间受限型设计，又能减小基板成本。 除了外形扁平外，这种解决方案也允许光学器件与 LED 靠得更紧密。 使用 Molex 集成了电气和机械特性的 Pico-EZmate 线束系统可实现无焊连接，消除了焊接工序。

PSI 系统专用于高密度和高光输出应用，如射灯（轨道灯、吊灯、条形灯）和大面积照明（路灯、停车场照明和外墙灯）。 Molex 称该器件支持各种类型的潜在 PSI 设计：

圆形：COB 22.50 x 22.50 mm、外径 36.00 mm、高度 2.0 mm

长方形：COB 22.50 x 22.50 mm、周长 36.50 x 28.50 mm、高度 2.0 mm

定制形状、大小、安装孔形式和互连器件

Molex 还提供可集成到定制 PSI 中的各种扁平针座和插座系统。

具体方法为：将无焊接 Pico-EZmate 线束（图 2）固定到 LED 阵列底座上，无需任何特殊步骤或者工具。 这样可避免接触到阵列，从而降低损坏风险。 为达到较高可靠性，该系统采用垂直式“咬接转配接”连接、可靠锁定和镀金触头。 该线束包括三种线规配置和不同的长度。

图 2：通过使用 Pico-EZmate 线束系统，Molex PSI 解决方案在 LED 阵列中集成了电气和机械特性，从而实现了无焊连接，消除了损害风险。 （感谢 Molex 提供数据）

如果设计人员在为面板安装型 LED 指示灯寻找一种无焊接解决方案，也可选用 VCC 开发的无焊接面板安装型 LED 底座。该器件也是针对快速、简单装配而设计。 与其它解决方案类似，CNX 440 和 CNX 460 系列插座装配时不要工具，并可为各种面板透镜轻松实现螺纹连接。

CNX 440 系列 5 mm LED 底座经配置后，可支持多达六个引线式、RGB、隐蔽 （UC） 或红外 （IR） LED，而 CNX 460 10 mm LED 底座则专用于高光通量和标准 10 mm LED 封装器件（图 3）。 VCC 称，这些插座可以配合所有的主流 LED 品牌使用。 对于标准应用，VCC 推荐带有 Fresnel 环的 CMC 441 和 HMC 461 透镜款式，能够增加亮度；对于要求防潮性能好的 NEMA 4 应用，推荐 CMS 442 和 HMS 462 透镜款式。

图 3：用于面板安装型 LED 的 VCC CNX 440 和 CNX 460 LED 底座可以快速、无焊连接不同类型的面板透镜。 这些器件应用广泛，包括汽车、航空航天、医疗、工业、军事、采矿、运输和安防。 （感谢 VCC 提供数据）

HMC 460 和 HMS 462 透镜系列指示灯适合 0.5625 inch （14.29 mm） 直径的安装孔，CMC 441 和 CMS 442 则适合 0.300 inch （7.62 mm） 直径的安装孔。 该解决方案也能实现快速装配：通过面板开孔滑入透镜，将防松垫圈滑动至透镜桶上方，然后拧半圈，即可通过连接器固定透镜。

其它特性包括可以提高 LED 引线稳定性的互连器件，以及用于 LED 与电源连接的标准引线长度和针座。 据 VCC 介绍，这种插座可用在定制电缆组件或带有去皮电线端或针座连接器的标准组件中，用于连接 PCB。

总结，尽管 LED 底座是照明设计人员在进行照明设计评估时最后才涉及的元件之一，但这些器件能降低系统总成本，减少板空间。 设计人员应寻找既能降低损害风险，又能加快装配速度的无焊接设计。 此外，针对那些允许使用可互换 LED 照明光源的通用照明应用，他们还应开始考虑符合 Zhaga 联盟规范的产品。 包括 Molex 和 TE Connectivity 在内的连接器制造商都是该联盟的成员，该联盟包括许多 LED 制造商。