LED 커넥터를 통한 설계자의 SSL 비용 및 성능 요구 사항 충족

무접점 조명(SSL) 시스템 설계자는 픽스처 설계의 높은 신뢰성을 유지하면서 가격 경쟁력이 있는 솔루션을 개발해야 하는 관계로 설계자는 신뢰할 수 있는 소형 부품을 제공하는 동시에 비용을 절감하는 혁신을 갖춘 커넥터 제조업체에 도움을 요청하고 있습니다. 이러한 시스템에서 사용되는 상호 연결은 드라이버 및 어레이 모듈에 전기적 연결을 제공할 뿐만 아니라 기계적 지원도 제공합니다.

LED 조명 설계자를 위해 에지 카드 커넥터에서부터 이산 전선 커넥터에 이르는 다양한 상호 연결이 제공됩니다. 일부 경우에는 기존의 기판 간 커넥터 및 전선 기판 간 커넥터도 이러한 응용 제품에 사용할 수 있습니다. 반면에 여러 커넥터 솔루션은 조명 설계자의 요구 사항을 충족하기 위해 특별히 설계되었습니다.

하지만 LED 조명 시장에서 커넥터에 대한 제대로 된 표준이 없기 때문에 LED 홀더 또는 소켓의 제조업체는 보통 각 LED 제조업체를 위한 특별 장치를 개발합니다. Zhaga라는 컨소시엄은 다른 제조업체에서 만들어진 LED 광원 간 호환성을 감안한 사양의 개발 작업을 진행 중입니다. Zhaga 사양은 LED조명 기구와 LED 조명 엔진 간 인터페이스를 설명합니다. 이를 통해 일반 조명 응용 제품의 설계를 단순화할 수 있을 것입니다. Molex, TE Connectivity 등 일부 커넥터 제조업체는 글로벌 조직에 가입했습니다.

이 기사는 주요 제조업체에서 제공하는 LED 산업에 적합하거나 SSL을 위해 특별히 설계된 LED 커넥터 솔루션을 살펴봄으로써 최신 픽스처 디자인에 어떤 커넥터를 사용할지에 대한 조명 설계자의 고민을 해결할 수 있도록 도울 것입니다.

솔루션 샘플링

당초 극한 산업 및 자동차 응용 제품을 위해 설계된 AVX 9175 및 AVX 9176(그림 1) 절연 변위 커넥터(IDC) 계열은 소형 크기 및 높은 신뢰성으로 인해 무접점 조명을 포함하여 광범위한 응용 제품에 사용할 수 있습니다. 표면 실장 전선 기판 간 IDC의 재설계로 전선 종단 공정이 단순화되고 그 비용이 절감됩니다.


그림 1: AVX는 저높이 9175 및 9176 IDC 계열을 재설계하여 SSL 응용 제품에서의 전선 종단 공정을 단순화하고 비용을 절감했습니다(AVX 제공).

단일 부품 설계의 IDC 계열을 통해 사용자는 이산 전산을 먼저 스트립할 필요 없이 캡에 넣고 단순히 캡을 아래로 누름으로써 안전한 기밀 종단을 할 수 있습니다. AVX에 따르면 다른 IDC 유형에 비해 이 제품의 장점은 더 높은 전류 등급, 더 높은 전압 등급, 더 높은 허용 가능한 최대 온도, 더 낮은 높이, 더 작은 실장 면적 등을 포함합니다. 또한 엔드 스톱 덮개 옵션 및 더 작은 전선 게이지를 지원하는 옵션도 제공합니다.

TE Connectivity(TE)도 IDC SSL 커넥터를 제공합니다. 이를 통해 LED PCB에 도구 없는 이산 전선 종단이 가능하고 절연 변위 기술을 사용하여 18AWG ~ 24AWG의 단선 및 연선을 종단함으로써 사전 스트립 및 납땜 공정을 제거합니다. 이 커넥터는 조명 제어, 일반 조명 LED 픽스처 및 PCB LED 조명 모듈의 연결 스트링에 사용할 수 있습니다. 또한 조명이 아닌 전선 기판 간 응용 제품에도 사용할 수 있습니다.

TE의 IDC SSL 커넥터는 SMT/스루 홀 및 폐쇄 엔드/피드 스루 구성을 포함한 여러 버전으로 제공됩니다. 예를 들어 폐쇄 엔드 버전은 ‘보기’ 창을 제공하여 종단 후 전선이 완전히 장착되어 안전한지 확인할 수 있습니다. 또한 원형 모서리로 섀도잉을 최소화합니다. 이 커넥터는 1접점, 2접점, 3접점 및 4접점으로 제공됩니다.

AVX의 9296 계열(그림 2) 전선 기판 간 커넥터는 산업 및 SSL 응용 제품용으로 설계되었습니다. AVX에 따르면 이 상호 연결 커넥터는 첫 상단 실장형 수직 SMT 전선 기판 간 커넥터로서 산업 및 SSL 설계 엔지니어의 구성, 성능 및 비용 요구 사항을 충족하도록 특별히 제작되었음을 자랑합니다.


그림 2: AVX의 9296 계열 전선 기판 간 커넥터는 SSL 및 산업 설계 엔지니어의 구성, 성능 및 비용 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다(AVX 제공).

9296 커넥터는 보호 절연체로 패키지된 AVX의 이중 빔의 3mm 높이 스프링력 박스 접촉 단자를 특징으로 합니다. AVX에 따르면 9296 계열 포크홈 커넥터는 최대의 기계적 안전성 및 전선 고정력과 더불어 단순한 스트립 삽입 전선 고정 및 트위스트 당김 전선 제거를 제공합니다. 또한 1접점 ~ 6접점 커넥터를 통해 사용자는 단선/연선 및 도금/비도금 18AWG ~ 26AWG 전선을 커넥터의 상단 애퍼처 속으로 직접 삽입할 수 있습니다.

9296 제품군의 다른 제품에는 70-9296 전선 기판 간 이중 빔의 폐쇄 박스 접촉 단자를 포함합니다. 이 절연체 없는 접촉 단자는 2mm, 3mm 및 4mm의 크기로 제공되고 정격 전류 최대 20A의 12AWG ~ 28AWG 범위의 단선 또는 연선 전선과 사용할 수 있습니다. 주요 특징으로는 높은 접점 고정력, 쉬운 전선 유도, 쉬운 전선 제거 및 절연체 관련 인건비 및 재료비 제거를 통한 비용 절감이 포함됩니다.

또한 Molex의 CLIK™-Mate 계열 전산 기판 간 커넥터도 여러 응용 제품에 사용할 수 있도록 설계되었습니다(그림 3). 이 커넥터는 작은 공간에서 더 많은 신호라인을 전달하기 위해 더 많은 핀 수를 필요로 하는 응용 제품용으로 설계되었습니다. 2.00mm, 1.50mm 및 1.25mm의 피치 크기로 제공됩니다. 2.00mm 버전은 3.0A 및 250V를 전달할 수 있는 최고 전류를 제공합니다.


그림 3: Molex의 CLIK-Mate 전선 기판 간 커넥터는 낮은 삽입력 및 안전한 결합을 제공하는 동조 포크 단자 설계와 함께 작은 공간에서 더 많은 신호라인을 필요로 하는 설계를 위한 더 많은 핀 수를 특징으로 합니다.

CLIK-Mate는 낮은 삽입력 및 안전한 결합 접점을 제공하는 동조 포크 단자 설계를 특징으로 합니다. SSL 응용 제품으로는 상업용 조명 픽스처, LED 조명 모듈 및 오피스 다운라이트를 포함합니다. 또한 전조등 및 내부 거울 등 자동차 응용 제품, 게이밍 기계, LCD 및 TV 패널 그리고 당 측정기, 주입 펌프, 계측 등 의료 기기에도 사용할 수 있습니다.

AVX의 기판 간 9159 계열 커넥터(그림 4)는 선형 LED 조명용으로 특별히 설계되었습니다. 이 커넥터는 두 개의 인쇄 회로 기판(PCB)을 끝대끝으로 연결하여 LED 조명의 스트립을 만듭니다. 이 설계는 공면(수평) PCB 결합을 위한 SSL 요구 사항을 충족하면서 매우 작은 패키지에 5A의 정격 전류를 제공합니다.


그림 4: AVX의 9159 계열을 사용하면 LED를 PCB 중앙에 설치할 수 있어 SSL 스트립 조명에서 조명 출력을 최대화할 수 있습니다(AVX 제공).

9159 제품군의 최신 제품 중 하나는 5A의 정격 전류를 제공하는 70-9159 수평 접점 시스템입니다. 이 커넥터 없는 공면 접점 시스템의 주요 기능에는 평탄하지 않은 조명 환경에서 온전한 접점을 위한 골드 대 골드 활성 접점 인터페이스와 기판 간 및 전선 기판 간 응용 제품에 대한 지원을 포함합니다. AVX에 따르면 접점 시스템은 또한 상당한 x축 및 y축 조립 공차를 흡수할 수 있다고 합니다.

또한 AVX에 따르면 이 새로운 시스템을 통해 LED를 PCB중앙에 설치할 수 있어 SSL 스트립 조명에서 조명 출력을 최대화할 수 있고 커넥션 솔루션으로부터 절연체를 제거하여 LED 피치 밀도를 최소화할 수 있습니다. 또한 이 시스템을 통해 바깥 에지에 접촉 단자를 개별적으로 설치하여 높은 기능성 및 낮은 비용을 달성할 수 있습니다. 접점 높이는 PCB 위 1.2mm입니다.

조명 엔지니어를 위한 소형 및 비용 효율적인 솔루션으로 제작된 AVX의 00-9159 개방형 카드 에지 커넥터는 조명 엔지니어의 선형 LED 스트립 조명을 위한 고밀도 핀 수 솔루션 및 소형 크기 요구 사항을 충족합니다. AVX에 따르면 이 커넥터는 플라스틱 말단 벽 없이 설계되어 길이를 최소화할 수 있고 증가된 핀 수 밀도를 위해 양면 구성을 제공합니다. 다른 특징으로는 향상된 강도 및 정렬을 위한 중앙 키 형식 리브 및 비용 절약을 위한 주석 대 주석 접점 인터페이스를 포함합니다.

이 솔루션은 선형 LED 스트립 조명에서 두 개의 인라인 PCB를 연결하기 위해 사용됩니다. 이 커넥터는 4접점, 6접점, 8접점 또는 10접점을 제공하고 정격 전압은 300 V_AC이며 접점당 길이는 1mm입니다.

LED 조명 응용 제품을 위해 설계된 카드 에지 커넥터의 다른 예로는 TE Connectivity의 ITB(인버트 스루 기판) 상호 연결(1971748 계열)이 있습니다. ITB 카드 에지 커넥터는 드라이버 기판으로부터 LED 어레이 기판 밑면까지의 기판 간 결합을 위한 직접 전력 연결을 제공합니다. 직접 결합을 통해 조립 시 전선 라우팅을 하지 않아도 됩니다. 또한 TE에 따르면 이 커넥터는 다른 장치와 동시에 PCB에 표면 실장되어 2차 공정을 하지 않아도 되고 둥근 모서리로 설계되어 발광 표면으로부터 섀도잉을 최소화할 수 있습니다.

레트로핏 램프 및 전구 등 소형 LED 조립 설계를 위한 이 2접점 SMT 커넥터는 어레이 PCB에 상단 실장 시 수직 결합을 제공하여 공간 제한적인 설계에 적합합니다. TE에 따르면 PCB 위 1.5mm의 높이는 LED 조명 방해를 최소화하는 동시에 공간을 절약할 수 있습니다. 1.0mm 또는 1.2mm 두께의 기판에 사용할 수 있는 두 가지 버전으로 제공됩니다.

이 상호 연결은 LED 교체 램프뿐만 아니라 스포트라이트, 다운라이트 및 트랙라이트를 포함한 실내 및 실외 LED 조명 기구를 대상으로 하지만 ITB는 무케이블 비용 절감 인버트 기판 간 상호 연결을 필요로 하는 비조명 응용 제품에도 사용할 수 있습니다.

또한 TE Connectivity는 실외 LED 조명 응용 제품에서 공간 절약을 위한 저높이 커넥터도 제공합니다. 1접점 SlimSeal 커넥터는 단일 조명 기구의 여러 LED 모듈과 전원 간 IP67로 밀폐되고 데이지 체인된 전력 커넥션을 제공합니다. 이 커넥터는 1접점, 2접점, 3접점 및 4접점으로 제공되고 18AWG ~ 20AWG 및 22AWG ~ 24AWG 연선을 사용할 수 있습니다.

Hirose 또한 공간 절약을 위한 SSL 커넥터 계열을 제공합니다. DF 계열은 전선 기판 간 및 기판 간 조인트와 SSL 픽스처 응용 제품을 위한 인라인 커넥터를 제공합니다. 이 커넥터는 공간 절약, 높은 케이블 인장력 및 안전한 커넥션을 특징으로 합니다. DF57, DF59, DF61 및 DF62로 구성된 DF 계열 커넥터는 조명 기구, SSL 어레이 및 LED 전구 설계자를 위한 다양한 커넥터 솔루션을 제공합니다.

DF57 계열 전선 기판 간 커넥터는 1.2mm 피치, 1.4mm 높이 및 2.5A의 전류 능력을 제공합니다. 저높이로 인해 LED 드라이버를 조명 기구에 연결하는 데 적합합니다. 또한 고유의 이중 ‘스윙 잠금’ 설계를 특징으로 하여 확실한 포지티브 및 마찰 잠금이 가능합니다.

또한 ‘스윙 잠금’ 설계를 특징으로 하는 DF59 계열 3접점 시스템 커넥터는2.0mm 피치 및 ‘무응력 접점’을 제공하여 xyz 방향에서 0.5mm 부동 기능을 제공합니다. 세 가지의 선택 가능한 헤더는 전선 기판 간 및 기판 간 조인트와 단락 회로 핀을 위한 커넥터의 단일 공통 소켓에 결합됩니다. 이 커넥터는 선형 SSL 응용 제품에 사용할 수 있습니다.

LED 조명 전구 및 튜브 픽스처를 대상으로 하는 DF61 계열 커넥터는 5A 전류 용량을 제공합니다. 이 커넥터는 저높이에도 불구하고 수직으로 결합될 수 있습니다. 이 커넥터는 일자, 직각 및 인라인 연결형으로 제공됩니다.

Hirose에 따르면 DF62 계열 인라인 커넥터는 수 접점을 위한 결합 유도로 작동하는 박스형 암 접점을 특징으로 하여 사실상 접점 좌굴의 문제를 제거할 수 있습니다. 이 커넥터는 좁거나 제한된 케이블 요구 사항을 가진 응용 제품에 사용됩니다.

LED 홀더 및 소켓 세그먼트에서 조립품은 통상 특정 제조업체를 위해 설계됩니다. Molex는 Citizen, Bridgelux, Cree, Sharp Zenigata 및 Nichia LED 어레이에서 사용할 수 있는 칩 온 보드(COB) 홀더 조립품 제품군을 제공합니다. 이 장치는 LED 어레이의 전기 연결 및 기계적 지지를 위해 사용됩니다.

Molex는 Bridgelux Vero LED 어레이를 위한 Pico-EZmate™ 하니스(그림 5)도 제공합니다. Molex에 따르면 Pico-EZmate 커넥터 기술을 사용하는 이 하니스는 일부 LED 어레이의 통합 헤더 기능과 사용될 때 SSL을 위한 최저높이 상호 연결을 제공합니다.


그림 5: 공간 제약 제품에 맞게 설계된 Molex Pico-EZmate 전선 기판 간 커넥터는 2회로 ~ 5회로 버전을 위한 1.55mm 결합 높이 및 6회로 버전을 위한 1.65mm 결합 높이의 저높이를 제공합니다(Molex 제공).

이 하니스 시스템은 설치 동안 어레이 처리를 최소화하여 LED 손상 가능성을 크게 줄입니다. 이 커넥터는 하니스 옵션 범위에 대해 세 가지 길이 및 세 가지 전선 게이지 구성으로 제공됩니다.

TE Connectivity는 Philips Lumileds(부품 2154821-1), Citizen 및 Samsung 제품을 포함한 다양한 LED 어레이에 맞는 LED 소켓을 제공합니다. 이 장치는 더욱 높은 수준의 통합과 어레이 및 COB LED에 대한 무납땜 연결을 제공합니다. 다른 LED 홀더와 마찬가지로 이 홀더는 LED로부터 조명 기구에 이르는 기계적 지지와 전기 연결을 제공합니다. 이 솔루션을 통해 LED는 몇 개의 나사로PCB 또는 방열판에 직접 부착될 수 있습니다.

TE Connectivity의 ‘Z’ 계열 홀더를 통해 고객은 Zhaga 호환 제품을 제작할 수 있습니다. Z형 LED 홀더는 LED 어레이에 대한 무납땜 연결을 제공합니다. 이 제품은 광학과 함께 또는 광학 없이 제공됩니다. TE에 따르면 광학 부착 버전은 스포트라이트 및 다운라이트 응용 제품에서 빔 형성 유연성을 위한 Carclo 또는 LEDIL 광학에 사용됩니다.

Z50형 원형 LED 홀더 제품군은 Philips Lumileds LUXEON® COB LED 어레이 제품군(20 x 24), Citizen Electronics의 CLL030/032 및 Samsung의 LC026B/LC040B LED에서 사용할 수 있습니다. 또한 픽스처에서의 올바른 위치 지정을 위해 스냅인 LED 고정도 특징으로 합니다.

다른 제품과 유사하게 Z50형도 통합 포크인 전기 연결을 제공하여 손으로 납땜할 필요가 없고 따라서 비용을 절감합니다. 또한 스냅인 LED 고정을 통해 설치 시 쉽게 조작할 수 있습니다.

Z50 홀더는 높이 3mm 및 지름 45mm로 전방향 및 맞춤형 광학 응용 제품에 적합합니다. 이 제품은 스포트라이트, 다운라이트, 스테이지 라이트, 벽 와셔 및 아키텍처 조명을 포함한 다양한 픽스처에 사용할 수 있습니다.

요약하면 LED 조명이 상업 및 주거용 조명 응용 제품으로 점점 더 많이 채택되면서 커넥터 제조업체는 조명 설계자의 성능 및 비용 요구 사항을 충족하는 솔루션을 더 많이 제공할 수 있도록 상호 연결 개발에 박차를 가하고 있습니다. 앞으로 커넥터 제조업체는 신뢰할 수 있는 전원 연결 제공과 더불어 공간 제약 응용 제품에 적합한 소형화에 집중할 것입니다. 또한 공정을 제거하거나 단순화시키는 특징을 지속적으로 개발하여 비용 관리 필요성에 유념할 것입니다.

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