LED 连接器能帮助设计人员满足 SSL 的成本和性能要求

固态照明 (SSL) 系统设计人员希望能在其照明灯具设计保持高可靠性的同时，开发具有成本优势的解决方案，因此，他们将目光转向连接器制造商，希望制造商提供同样具有低成本创新优势、值得信赖的微型零件。 这些系统中使用的互连器件不仅为驱动器、阵列模块提供电气连接，还具有机械支撑作用。

现在，涵盖从卡边缘连接器到分立式电线连接器的大量互连器件可用于 LED 照明设计。 有时，板对板、线对板连接器也可用于这些系统。 另一方面，也有许多为满足照明设计人员而设计的连接器解决方案。

然而，由于没有一个真正适用于 LED 照明市场的连接器标准，LED 底座或插座制造商通常会为每个 LED 制造商开发特定的产品。 一家名为 Zhaga 的联盟正在制定这方面的规范，让不同制造商提供的 LED 灯资源可以互换使用。 Zhaga 联盟制定的规范描述了 LED 灯具和 LED 灯引擎之间的接口。 这项工作将简化通用照明应用的设计。 包括 Molex 和 TE Connectivity在内的几家连接器制造商已加入了这一全球性联盟。

阅读本文后照明设计人员将了解：各大供应商为已被 LED 行业采用或专为 SSL 而设计的 LED 连接器解决方案提供了什么样的产品，从中找到什么样的连接器可以用到他们的最新灯具设计中。

解决方案样品

最初针对恶劣环境和汽车应用设计的 AVX 9175 和 AVX 9176 （图 1）绝缘穿刺连接器 (IDC) 系列体积小，可靠性高，可用于包括固态照明在内的大量应用中。 表面贴装线对板 IDC 的重新设计简化了电线端接工艺，降低了成本。


图 1：AVX 通过重新设计其扁平型 9175 和 9176 IDC 系列简化了 SSl 应用中的电线端接工艺并降低了成本。（承蒙 AVX 提供数据）

IDC 系列采用一体式设计， 用户可以将未剥皮的独立电线直接插入保护帽，然后仅需向下压保护帽即可形成可靠的气密性端接。 据 AVX 介绍，该系列相比其他类型 IDC 产品具有以下优势：更大的额定电流和电压、最高允许温度，更扁平的外形以及更小的基底面。 此外，还可为该系列选择采用末端止动盖、支持更小线规的电线。

TE Connectivity (TE) 也提供 IDC SSL 连接器。 采用这种连接器时，可在 LED PCB 上实现独立电线的无工具连接，通过使用绝缘穿刺技术连接 18 到 24 AWG 的单股或多股电线，省去了电线预先薄皮和焊接过程。 这种连接器可用于照明控制、通用照明 LED 灯具以及连接由 PCB LED 灯模块组成的灯串。 也可用于线对板非照明应用。

TE 的 IDC SSL 连接器包括多种版本，包括 SMT/通孔、末端封闭/馈通配置型。 例如，末端封闭版本上有一个“观察”孔，用于确保端接完成后电线固定充分、可靠。 这种连接器还采用圆形转角，可将阴影降至最少。 这种连接起可提供 1 到 4 个连接位置。

AVX 的 9296 系列（图 2）线对板连接器专为工业和 SSL 应用而设计。 该系列的卖点是，首款针对工业和 SLL 设计工程师在结构、性能和成本方面的要求而设计的垂直、顶部安装、SMT 线对板连接器。


图 2：AVX 提供的 9296 系列线对板连接器旨在满足 SLL 和工业设计工程在结构、性能和成本方面的要求。（承蒙 AVX 提供数据）

9296 系列连接器采用 AVX 的双梁、3 mm 高、弹力盒式触头，并封装在一个保护性绝缘子中。 据报道，该系列 poke-home 连接器的机械稳定性、电线固定力最大，且仅需去皮、插入即可完成连接，通过扭动、牵拉即可取下电线。 此外，通过这些单路至六路连接器顶部的开孔，用户可以直接插入 18 至 26 AWG 线规的电镀或非电镀、单股线或者多股绞线。

9296 系列还包括 70-9296 线对板、双梁、封闭的盒式触头。 这些无绝缘子触头的尺寸分别为 2 mm、3 mm 和 4 mm，额定电流高达 20 A，可以连接线规在 12 至 28 AWG 之间的单股线或者多股绞线。主要特性包括固定力大，易于导入、拔出电线并减少了与绝缘子有关的人工和材料成本，因此成本更低。

此外，还有 Molex 为多种应用专门设计的 CLIK™-Mate 系列线对板连接器（图 3）。 这些连接器专用于那些需要在更小的空间内用更多引脚连接更多信号线的应用。 这些器件的间距为 2.00 mm、1.50 mm 和 1.25 mm， 其中，2.00 mm 间距版具有 250V 下 3.0 A 的最大载流能力。


图 3：Molex 的 CLIK-Mate 线对板连接器采用插入力小、配接可靠的音叉式端子设计，其更多的引脚可满足在更小空间内连接更多信号线路的设计要求（承蒙 Molex 提供数据）。

CLIK-Mate 连接器采用插入力小、配接可靠的音叉式端子设计。 SSL 应用包括商用照明设备、LED 灯模块和办公室筒灯。 这些产品也可用于汽车应用（如前照灯、车内后视镜）、游戏机、LCD 和电视屏幕、医疗器械（如血糖仪、输液泵）和仪器仪表。

AVX 的板对板 9159 系列连接器（图 4）专为线性 LED 照明而设计。 利用该系列产品可将两块印刷电路板 (PCB) 端对端连接，形成 LED 灯串。 这种设计满足 SSL 要求，适用于共面（水平至水平）PCB 配接，在很小的封装中额定电流可达到 5 A。


图 4：利用 AVX 的 9159 系列可将 LED 放置在 PCB 的中心位置，最大限度地提高 SSL 灯条的光输出（承蒙 AVX 提供数据）。

9159 系列的最新产品之一便是额定电流达到 5 A 的 70-9159 水平触头系统。 这个共面无连接器触头系统的主要特性包括金到金有源触头接口，可在恶劣的照明环境下确保触头完整；此外，还支持板对板、线对板应用。 该公司称，这一触头系统还可吸收 X 和 Y 轴方向上的装配容差。

AVX 还表示，利用这一全新系统可将 LED 放置在 PCB 的中心位置，从而最大限度地增加 SSL 灯条的光输出，并通过取消连接解决方案中的绝缘子把 LED 间距密度降至最小。 还可将触头单独置于外边缘，以提升功能，降低成本。 在 PCB 上的接触高度为 1.2 mm。

AVX 的 00-9159 是一款面向照明工程师的微型高性价比解决方案，其末端开放式卡边缘连接器满足设计工程师关于高密度引脚布局解决方案、更小的线性 LED 灯方面的要求。 据 AVX 介绍，这款连接器没有设计塑料端壁，从而可以将长度降至最小，同时还采用了可以增大引脚密度的双侧配置。 其他特性包括一个中心按键式肋条（用于提升强度和对准效果）、锡到锡触头接口（用于降低成本）。

这种解决方案用于连接线性 LED 灯条中的两个直插式 PCB。 提供 4、6、8 或者 10 个触头位置，额定电压为 300 V_AC，每种数量下触头的间距均为 1 mm。

TE Connectivity 的 ITB（反向穿板） 互连器件（1971748 系列）是另外一种专为 LED 照明应用设计的卡边缘连接器。 这款 ITB 卡边缘连接器可为从驱动器板到 LED 阵列板下侧的板对板配接提供直接的电源连接。 这种直接配接可省去在组件中的布线。 此外，据 TE 介绍，这款连接器可与 PCB 上的其他器件同时进行表面贴装，无需二次加工，并且采用圆角设计，把发光表面产生的阴影降至最少。

这款两位置 SMT 连接器针对紧凑型 LED 组件设计（如改型灯和灯泡），安装在一组 PCB 上方时可进行垂直配接，非常适用于空间有限的应用。 据介绍，PCB 上 1.5 mm 的高度既将 LED 光受到的阻碍降至最小，又节省空间。 该器件有两个版本，适用于 1.0 mm 或者 1.2 mm 厚电的路板。

尽管这款 ITB 互连器件针对 LED 替换灯以及室内外 LED 照明灯具而设计（含投射灯、筒灯和轨道灯），但也可用于需要电缆更少、节省空间的反向板对板互连器件的非照明应用。

TE Connectivity 还为户外 LED 照明应用提供可节省空间的扁平连接器。 单位置 SlimSeal 连接器达到了 IP67 密封等级，在单个照明灯具中的多个 LED 模块和电源之间形成菊花链式电源连接。 这款连接器包括 1、2、3 和 4 位置版本，可连接 18 AWG 至 20 AWG、 22 AWG 至 24 AWG 的多股绞线。

Hirose 也推出了一系列符合空间节省要求的 SSL 连接器。 DF 系列用于线对板、板对板连接，以及在 SSL 灯具应用中用作直插式连接器。 该系列器件节省空间，电缆拉拔力大且连接可靠。 DF 系列连接器由 DF57、 DF59、 DF61和 DF62子系列组成，为照明灯具、SSL 阵列和 LED 灯泡设计人员提供了各式各样的连接器解决方案。

DF57 系列线对板连接器的间距 1.2 mm、配接高度 1.4 mm、载流能 2.5 A，这种扁平外形使其适合于连接 LED 驱动器和照明灯具。 该系列还采用了独特的“摆动锁”设计，可确保形成可靠的摩擦锁定状态。

此外，DF59 系列 3 路系统连接器采用了“摆动锁”设计、2.0 mm 间距和“无应力触头”，从而在 X、Y、Z 方向上可各浮动 0.5 mm。 这些类型可选的针座与连接器的一个公共插座配接后，可用于线对板、板对板接头和短路引脚。 这些连接可用于线性 SSL 应用。

DF61 系列专用于 LED 灯泡和灯管器具，载流能力为 5 A。 这些连接器虽然外形扁平，但可以垂直配接。 这些器件有直式、直角和直插式等多种样式。

DF62 系列直插式连接器采用盒式母触头并作为公触头的配接导引件，据报道，这是一种能够完全消除触头弯曲的结构布局。 这些器件用于有狭窄或者受限布线要求的应用。

在 LED 底座或者插头领域，各种组件通常针对具体制造商设计。 Molex 推出的 板上芯片 (COB) 底座组件系列可与 Citizen、 Bridgelux、 Cree、 Sharp Zenigata以及 Nichia LED 阵列配合使用。 这些器件用于 LED 阵列的电气连接，并为其提供机械支撑。

Molex 还为 Bridgelux Vero LED 阵列推出 Pico-EZmate™ 线束（图 5）。 据报道，这些线束采用 Pico-EZmate 连接器技术，在与选定 LED 阵列中的集成针座配合使用时，可形成最纤薄的 SSL 互连器件。


图 5：专用于空间受限型设计的 Molex Pico-EZmate 线对板连接器外形扁平，配接高度为 1.55 mm（2 到 5 电路版本）和 1.65 mm（6 电路版本）。（数据承蒙 Molex 提供）

线束系统能将安装期间的 LED 阵列操作量减至最小，并降低 LED 损坏的风险。 这些产品采用三种线规配置和三种长度，实现了线束选择多样化。

TE Connectivity 推出面向各种品牌 LED 阵列的 LED 插座 ，如 Philips Lumileds （零件编号 2154821-1）、Citizen 和 Samsung。 这些器件的集成度更高，与 LED 阵列和 COB LED 的连接采用无焊连接。 与其它 LED 底座类似，它们为 LED 和灯具提供电气连接和机械支撑。 利用这种解决方案，仅需几颗螺丝就能将 LED 直接固定到 PCB 或者散热片上。

用户可利用 TE Connectivity 的“Z”系列底座制造兼容 Zhaga 的产品。 Z 型 LED 底座与 LED 阵列之间采用无焊连接。 这些产品带或者不带光学部件。 据 TE 介绍，带有光学部件的版本与 Carclo 或者 LEDIL 光学部件配合使用，以提高投射灯、筒灯应用中光束整形的灵活性。

Z50 型 圆形 LED 底座可与 Philips Lumileds LUXEON® COB LED 阵列系列 (20 x 24)、Citizen Electronics 的 CLL030/032、Samsung 的 LC026B/LC040B LED 配合使用。 这些产品还采用了 LED 咬合固定方式，可确保灯具正确定位。

与其它产品类似，Z50 型产品用集成式插入电气连接取代了人工焊接，因此降低了成本。 此外，这种咬合式 LED 固定方法使得安装操作更容易进行。

Z50 底座高 3 mm，直径为 45 mm， 非常适用于全向和定制型光学应用。 该型产品可用在大量灯具中，包括投射灯、筒灯、舞台灯、洗墙灯和建筑照明。

总之，随着 LED 照明在商业和住宅照明应用中使用量的持续增长，连接器制造商也在逐步加大互连器件开发，向设计人员提供更多满足性能和成本要求的解决方案。 为了持续发展，连接器制造商不仅需要提供可靠的电源连接，还应关注产品的微型化，以满足空间受限型应用的需要。 制造商们也会牢记成本控制的必要性，将继续开发能够消除或者简化工艺的特性。

如需详细了解本文讨论的零件，请使用文中提供的链接访问 DigiKey 网站上的产品页。