在不同的 LED 照明應用中,連接器的作用也不盡相同。 在許多情況下,連接器為 LED 驅動器板提供電氣連接,或者為 LED 提供機械支撐。 各種類型的連接器可用于這些應用,從板對板連接器,到燈泡插座、插槽。 本文將討論共面板配接中使用的板對板連接器(針座和插槽)以及如 MR11 和 MR16 款式雙引腳 LED 燈泡使用的插座和插槽。
在這些應用中,設計人員應考慮那些能提供多種選擇的連接器,且這些選擇可滿足預算和多個設計配置要求。 尋求共面板配接連接器的靈活性。 如燈條等 LED 照明應用通常需要通過共面板配接連接器將多塊板通過端到端配接或菊花鏈方式連接在一起。 設計人員應考慮那些能提供多種選擇的板安裝解決方案,以滿足表面貼裝和通孔安裝應用的要求。 這些選擇還提供了多種方法,讓設計人員能在 LED 照明系統中連接多塊板或將多塊板連接成菊花鏈。 在某些情況下,應用只要求表面貼裝元件,而在其他情況下,則要求表面貼裝和通孔技術混用。
設計人員在為其應用選擇連接器之前,需回答以下幾個問題:
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使用何種裝配工藝——表面貼裝、通孔,還是混合技術? 板面積以及板上允許安裝高度多大?
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需要多大強度和可靠性的連接?
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成本是否為重要考慮因素?
一旦這些問題有了答案,設計人員就可考慮現有連接器提供的各種選擇。 例如,考慮了板面積的水平表面貼裝連接器(如圖 1 所示)。這種連接器提供兩種間距選擇(0.050 英寸和0.100 英寸)。 設計人員可能需要更細間距的連接器來節省板空間。
設計人員可根據需要插入或拔出電路板以簡化裝配工藝,這是選擇針座和插槽的關鍵優勢。 有些情況下,尤其在出現零件或電路板故障而需要插入新電路板時,必須斷開電路板。
圖 1:Mill-Max 的水平表面貼裝連接器包括兩種間距(左側為 0.050″,右側為 0.100″),為空間受限型應用帶來極大的設計靈活性。
圖 2 所示為另一版本的水平表面貼裝式連接器,這種連接器一個可用來連接兩塊板。 這種情況下,電路板不可插拔。 這種解決方案提供了一種選擇,能讓設計人員滿足必須采用焊接連接的應用要求。
圖 2:Mill-Max 提供一種采用 Z 形彎曲表面貼裝端接方式的針座/跳線解決方案,用于在兩塊共面電路板之間實現焊接菊花鏈連接。
有些連接器制造商還針對采用盲配接工藝的組件提供彈簧式選擇,如圖 3 所示。 盡管這種選擇一般來講更加昂貴,但設計人員不必要擔心連接器引腳與插槽是否準確對齊,即可做到可靠連接。 這種選擇也可用來避免裝配期間的公差疊加問題。
圖 3:Mill-Max為實現可靠連接提供的彈簧式水平表面貼裝連接器版本。
如果設計人員需要選擇更堅固耐用的連接器和/或采用混合技術電路板,則通孔連接器將是最佳選擇。 通常,設計人員會為這些應用選擇通孔連接器,以充分發揮經通孔固定引線而形成更堅固的焊接連接優勢。 這種優勢有利于大批量人工裝配工藝或者咬合方式會在連接器和焊點上產生應力的盲配接情況。 成本則是另外一個決定因素。 通孔板比表面貼裝板便宜。 圖 4 所示為采用直角連接的通孔板,這種連接易于在 LED 照明應用中以菊花鏈形式連接電路板。
圖 4:Mill-Max 的通孔、直角共面板對板連接器用于以菊花鏈方式連接 LED 照明燈條中的電路板,外形扁平且絕緣材料具有適合回流焊的耐高溫特性。由于 MR11 和 MR16 引線配置鹵素燈泡具有非常吸引人的照明效果,因此其所用解決方案已非常普遍。雖如此,但還是讓位于替代品——LED 節能燈泡。 這些雙引腳 LED 燈泡設計用作低壓照明應用中常見的傳統鹵素燈泡的替代品,但需要雙引腳插座和插槽。 最常見的兩種配置是 MR11(G4 款)和 MR16(G5.3 款)。
照明設備設計人員在評估插座和插槽時,應在考慮現有的不同端接方法。 這些端接方法包括通孔焊接安裝、壓合、開底、表面貼裝和電線端接。 另外,還應檢查引腳間距和引腳規格。 所有這些規格都由用作替代品的 LED 燈泡款式決定。 這能讓設計人員為其應用做出正確的選擇,無論需要將插座直接固定到電路板上,還是安裝到外殼上。
表 1:Mill-Max 推薦了各種各樣適合 G4、GY4、GU4 和 GZ4 (MR11) 款式的插座。 這些插座提供通孔焊接安裝、壓合、開底、SMT 或電線端接選擇。
表 2:Mill-Max 推薦的適合 G5.3-、GU5.3- 和 GX5.3- (MR16) 款燈泡的插座,提供通孔焊接安裝、壓合、開底、SMT 或電線端接選擇。此外,還應根據端接形式要求,選擇能夠迅速交付這些雙引腳插槽的插槽制造商。 這有助于滿足生產和上市時間要求。 制造商也應采用按照精確公差制造的高速、車削引腳、插座和彈簧引腳元件,以確保最高可靠性。
有些情況下,設計人員需要采用不同于標準鈹銅合金的觸頭材料。 此時,還應確定制造商是否提供其它觸頭材料選擇,如通常在更高溫度應用中使用的鈹鎳合金。 鍍層材料選擇則是另一個注意事項。 選擇鍍金可達到最佳防腐蝕和耐磨效果,而鍍錫/鉛則可用于成本低的非關鍵應用。
總之,無論是 LED 燈條還是用作替代品的 LED 燈泡,設計人員在為其 LED 照明應用選擇連接器時需要考慮多個因素。 這些因素包括設計靈活性、易裝配性和特性選擇,以盡可能多地滿足具體應用的設計要求。 設計人員還應根據成本預算、可靠性要求和可用的板空間來評估這些產品。
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