Cómo elegir conectores para aplicaciones LED

Por Mill-Max Manufacturing Corp. with contributions by Stephen Capitelli, Principle Engineer

Colaboración de Digi-Key Corporation


Los conectores cumplen distintas funciones en los sistemas de iluminación LED según la aplicación. En muchos casos, ofrecen conexión eléctrica a las placas del conductor led o el soporte mecánico para ledes. Se puede utilizar una variedad de conectores en estas aplicaciones que abarcan desde conectores entre placas a portalámparas y receptáculos. Este artículo analiza los conectores entre placas (cabezales y tomas) que se utilizan en el acoplamiento de placa coplanar así como receptáculos y tomas para bombillas LED bi-pin, por ejemplo, estilos MR11 y MR16.

En ambas aplicaciones, los diseñadores deben buscar conectores que ofrezcan una variedad de opciones que cumplan con los presupuestos y varias configuraciones de diseño. Busque flexibilidad en los conectores de acoplamiento de placa coplanar. Las aplicaciones de iluminación LED, como tiras de luces, generalmente necesitan un acoplamiento de extremo a extremo o encadenado de placas a través de conectores de acoplamiento de placa coplanar. Los diseñadores deben buscar soluciones que ofrezcan una variedad de opciones de montaje en placa para cumplir con los requisitos para el montaje en superficie y con orificio pasante. Estas opciones también ofrecen a los diseñadores varias maneras de encadenar o conectar las placas en los sistemas de iluminación LED. En algunos casos, las aplicaciones utilizarán todos los componentes con montaje en superficie y, en otros casos, utilizarán una mezcla de tecnologías de montaje en superficie y orificio pasante.

Los diseñadores deben responder una serie de preguntas antes de seleccionar conectores para sus aplicaciones:
  • ¿Qué proceso de ensamble están utilizando: montaje en superficie, orificio pasante o tecnologías mixtas? ¿Cuánto espacio en la placa hay y qué altura hay disponible desde la placa?
  • ¿Cuán solidas y confiables deben ser las conexiones?
  • ¿El costo es el principal factor del diseño?
Una vez que los diseñadores responden estas preguntas, pueden ver las opciones de conectores disponibles. Por ejemplo, los conectores de montaje en superficie horizontal con dos pasos diferentes (0.050 pulgadas y 0.100 pulgadas), tal como se indica en la Figura 1, tienen en cuenta el espacio en la placa. Es posible que los diseñadores necesiten un conector de paso fino para ahorrar espacio en la placa.

El beneficio clave del cabezal y toma es permitir que el diseñador pueda conectar y desconectar las placas según se requiera, por lo que se puede simplificar el proceso de ensamble. En algunos casos, se deben desconectar las placas, especialmente si una placa nueva se debe conectar por una falla de una pieza o de la placa.

Imagen de la serie de conectores de montaje de superficie horizontal de Mill-Max

Figura 1: La serie de Mill-Max de conectores de montaje en superficie horizontal ofrece dos pasos diferentes (0.050″ a la izquierda y 0.100″ a la derecha) para mayor flexibilidad de diseño en aplicaciones con espacio restringido.

La figura 2 muestra otra versión del conector de montaje en superficie horizontal, donde un conector se utiliza para conectar dos placas. En este caso, las placas no se pueden desconectar. Esta solución ofrece a los diseñadores de sistema una opción para cumplir con las aplicaciones con una conexión soldada.

Imagen del cabezal/puente de Mill-Max con terminaciones de montaje en superficie en forma de Z

Figura 2: Mill-Max ofrece un cabezal/puente de Mill-Max con terminaciones de montaje en superficie en forma de Z para conexiones en cadena y soldadas de dos placas coplanares.

Algunos fabricantes de conectores también ofrecen opciones con resorte para ensambles que utilizan procesos de acoplamiento ciego que se muestran en la Figura 3. Si bien esta opción es generalmente más costosa, los diseñadores no se deben preocupar en alinear con precisión los pines de los conectores en el toma para lograr una conexión fiable. También se utiliza para evitar problemas relacionados con el apilado de tolerancia durante el ensamble.

Imagen de la serie de conectores de montaje de superficie horizontal con resorte de Mill-Max

Figura 3: Mill-Max ofrece conectores de montaje en superficie horizontal en versiones con resortes para conexiones confiables.

Si el diseñador necesita una opción más resistente o tiene una placa de tecnología mixta, utilizar un conector con orificio pasante puede ser la mejor opción. Por lo general, los diseñadores optan por conectores con orificio pasante en estas aplicaciones para aprovechar la conexión soldada más resistente que ofrece el conductor montado a través del orificio de la placa. Esto puede ser beneficioso para los procesos de ensamble manual de gran volumen o situaciones de acoplamiento ciego donde el método de conexión puede aplicar tensión en los conectores y juntas de la soldadura. El costo también puede ser otro factor. Las placas con orificio pasante pueden ser más económicas que las placas de montaje en superficie. La figura 4 muestra una opción de orificio pasante con conexiones en ángulo recto que facilitan la conexión en cadena de las placas en un sistema de iluminación LED.

Imagen de conectores de Mill-Max de placa a placa, coplanares, de ángulo recto y con orificio pasante.

Figura 4: los conectores de Mill-Max de placa a placa, coplanares, de ángulo recto y con orificio pasante se utilizan para conectar en cadena a las placas en la iluminación de tira LED que ofrecen perfiles bajos y aislantes de alta temperatura para la soldadura de reflujo.

Las soluciones para las bombillas de halógeno con configuración para conductor MR11 y MR16 son muy populares gracias a su apariencia de efecto de iluminación, pero están perdiendo terreno como reemplazo de la bombilla de led de bajo consumo. Estas bombillas LED bi-pin, diseñadas para reemplazar las lámparas de halógeno tradicionales que se encuentran en las aplicaciones de bajo voltaje, necesitan receptáculos bi-pin y tomas. Dos de las configuraciones más conocidas son MR11 (estilo G4) y MR16 (estilo G5.3).

Los diseñadores de dispositivos de iluminación deben ver las distintas opciones de terminación disponibles al evaluar las soluciones de receptáculos y tomas. Esto incluye montaje de soldadura con orificio pasante, a presión, parte inferior abierta, montaje en superficie y terminaciones de cable. También controle el espacio entre pines y el tamaño de pin disponible. Todas estas especificaciones comienzan a tomar importancia según el estilo de reemplazo de bombilla de LED. Esto permite a los diseñadores encontrar las opciones correctas para sus aplicaciones, ya sean los receptáculos que se deben arreglar directamente en la placa de circuito o montados en la carcasa.

Configuración de base MR11 Recomendaciones de Mill-Max Mfg Sobre receptáculos
Tipo Cuadrícula (espaciado de
pin a pin)
Diámetro del pin Montaje de
soldadura
Ajuste a presión Parte inferior
abierta
Terminación del cable
G4 y GY4 4.0 mm (0.1575") 0.65 - 0.75 mm
(0.026" - 0.030")
#0415-0 #0279-0 #0305-X #1134-0
GU4 y GZ4 4.0 mm (0.1575") 0.95 - 1.05 mm
(0.037" - 0.0413")
#0327-0 #0328-0 #0312-0 #7405-0

Tabla 1: Mill-Max recomienda una variedad de receptáculos para los estilos G4, GY4, GU4 y GZ4 (MR11). Están disponibles en un montaje de soldadura con orificio pasante, a presión, parte inferior abierta, montaje en superficie y terminaciones de cable
.
Configuración de base MR16 Recomendaciones de Mill-Max Mfg Sobre receptáculos
Tipo Cuadrícula (espaciado de
pin a pin)
Diámetro del pin Montaje de
soldadura
Ajuste a presión Parte inferior
abierta
Terminación del cable
G5.3, GU5.3
y GX5.3
5.3 mm (0.210") 1.45 - 1.60 mm
(0.057" - 0.065")
#0363-0 #0365-0 #0375-0 #3667-0

Tabla 2: Las recomendaciones de receptaculos de Mill-Max para las lámparas de estilo G5.3, GU5.3 y GX5.3 (MR16) incluyen las opciones de montaje de soldadura con orificio pasante, a presión, parte inferior abierta, montaje en superficie y terminaciones de cable
.
Además, busque fabricantes de tomas que puedan ofrecer una entrega rápida para estos tomas de dos pines que se basan en los requisitos de estilo de terminación. De esta manera, se podrá cumplir con los requisitos de producción y comercialización. Los fabricantes también deberían utilizar pines atornillados y de alta velocidad, receptáculos y componentes de pin con resorte fabricados para tolerancias de precisión para poder así garantizar la mayor fiabilidad.

En algunos casos, los diseñadores pueden necesitar un material de contacto que no sea el de cobre berilio estándar. Verifique si el fabricante ofrece opciones adicionales de material de contacto, como níquel berilio que se utiliza generalmente en aplicaciones de mayor temperatura. El revestimiento es otro punto a tener en cuenta. Elija oro para obtener la mejor protección contra la corrosión y resistencia al desgaste y estaño o estaño/plomo para aplicaciones de bajo costo y no tan críticas.

En pocas palabras, los diseñadores deben tener en cuenta varios factores al seleccionar interconexiones para las aplicaciones de iluminación led, ya sean tiras de ledes o bombillas de reemplazo de led. Entre ellos se incluyen flexibilidad en el diseño, facilidad de ensamble y opciones de funciones para poder cumplir con la mayor cantidad de requisitos de diseño que sean posibles. También deberían evaluar estos productos teniendo en cuenta el presupuesto, los requisitos de fiabilidad y el espacio disponible en la placa.

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