LEDアプリケーション用コネクタを指定する方法

コネクタは、用途に応じて、LED照明システムでさまざまな役割を果たします。 多くの場合、LEDドライバ基板との電気的接続またはLED用の機械的支持を提供します。 さまざまなコネクタは、基板対基板コネクタから電球ソケットやレセプタクルに至るまでのアプリケーションに使用することができます。 この記事では、コプレーナボード嵌合で使用される基板対基板コネクタ（ヘッダおよびソケット）だけでなく、MR11やMR16スタイルなどの2本ピンLED電球用のレセプタクルおよびソケットも見ていきます。

これら両方のアプリケーションでは、設計者は予算と複数の設計構成を満たすさまざまなオプションを提供するコネクタを探す必要があります。 コプレーナボード嵌合コネクタの柔軟性を探してください。 ストリップライトなどのLED照明アプリケーションは、通常、コプレーナボード嵌合コネクタを介して、エンドツーエンドの嵌合やボードのデイジーチェーン接続が必要です。 設計者は、面実装およびスルーホールアプリケーションの両方の要件を満たすために、ボード実装のさまざまなオプションを提供するソリューションを探す必要があります。 これらのオプションはまた、設計者にLED照明システムのボードをデイジーチェーンしたり接続するいくつかの方法を提供します。 いくつかのケースでは、アプリケーションはすべて面実装コンポーネントを使用し、他の場合は面実装およびスルーホール技術の混合を使用します。

設計者は、自分のアプリケーション向けのコネクターを選択する前に、いくつかの質問に答える必要があります。

• 面実装、スルーホールまたは混合技術の、どの組立プロセスを使用しているか？ どのくらいのボード面積があるか、ボードからどのくらいの高さが利用可能か？
• 接続には、どのくらいの信頼性と堅牢さが必要か？
• コストは設計の主な要因か？

これらの質問に答えると、設計者は利用可能なコネクタオプションを見ることができます。 たとえば、図1に示されるように、2つの異なるピッチのオプション（0.050インチおよび0.100インチ）を持つ水平面実装コネクタは、基板のスペースを考慮します。 設計者は、ボードスペースを節約するために細かいピッチのコネクタが必要な場合があります。

ヘッダとソケットオプションの主な利点は設計者が必要に応じてボードを抜き差しできることで、組立工程を簡素化することができます。 いくつかのケースでは、部品やボードの故障が原因で新しいボードをプラグインする必要がある場合は特に、ボードを切り離すことが必要です。


図1： Mill-Maxの水平面実装コネクタのシリーズは、スペースに制約のあるアプリケーションでのより大きな設計柔軟性のために、2つの異なるピッチ（左側の0.050″と右側の0.100″）を提供しています。

図2は、1つのコネクタが2つのボードを接続するために使用される水平面実装コネクタの別のバージョンを示しています。 この場合、ボードは取り外すことができません。 このソリューションはシステム設計者に、はんだ付け接続を要求するアプリケーションを満足させるためのオプションを提供します。


図2： Mill-Maxは、2つのコプレーナボードのはんだ付けデイジーチェーン接続用のZ曲げ面実装終端を持つヘッダ/ジャンパーソリューションを提供します。

いくつかのコネクタメーカーも、図3に示すように、ブラインド嵌合プロセスを使用するアセンブリ用のスプリング装填オプションを提供します。 このオプションは、通常より高価ですが、設計者は信頼性の高い接続を確立するためにソケットを正確にコネクタピンに整列させることを心配する必要はありません。 これはまた、組立時に公差が積み重なることに関連する問題を防止するために使用されます。


図3： Mill-Maxは、信頼性の高い接続用のスプリング装填バージョンで水平面実装コネクタを提供します。

設計者がより頑丈なオプションを必要する場合および/または混合技術ボードを持っている場合、スルーホールコネクタオプションを使用することが最良の選択かもしれません。 一般的に設計者は、基板の穴を介して実装されるリード線によってもたらされる強いはんだ接続を利用するために、これらの用途に対してスルーホールコネクタを選択します。 これは、結合方法がコネクタやはんだ接合部にストレスをもたらす場所での、大量のマニュアル組立工程またはブラインド嵌合状況に対して有利となることがあります。 コストはまた他の要因となり得ます。 スルーホール基板は面実装基板よりも安くすることができます。 図4は、LED照明システム内のボードをデイジーチェーン接続しやすいように、直角接続を備えたスルーホールオプションを示しています。


図4： Mill-Maxのスルーホール、直角コプレーナ基板対基板コネクタは、LEDストリップ照明でのデイジーチェーンボードに使用され、リフローはんだ向けに薄型および高温絶縁体を提供します。

MR11とMR16リード線構成ハロゲン電球のためのソリューションは、照明効果の魅力のおかげで非常に普及していましたが、省エネのLED電球による置き換えにその地位を失ってきています。 伝統的なハロゲンランプを交換するように設計されたこれらの2本ピンのLED電球は、一般的に低電圧のアプリケーションに見られ、2本ピンレセプタクルおよびソケットを必要とします。 最も人気のある構成の2つはMR11（G4スタイル）とMR16（G5.3スタイル）です。

照明器具の設計者は、レセプタクルおよびソケットソリューションを評価する際に使用可能なさまざまな終端オプションを確認する必要があります。 これらには、スルーホールはんだ実装、圧入、オープンボトム、面実装、およびワイヤ終端が含まれています。 また、ピン間の間隔とピンサイズの可用性をチェックします。 これらの仕様はすべて、LED電球の交換のスタイルに応じて関与します。 これは、設計者がレセプタクルを回路基板に直接固定またはハウジング内に搭載する必要があるかどうか、アプリケーションに合ったオプションを見つけることを可能にします。

MR11基本構成			Mill-Max Mfg.の レセプタクルの提案
タイプ	グリッド（ピン～ピン スペーシング）	ピン直径	はんだ 実装	圧入	オープン ボトム	ワイヤ終端
G4およびGY4	4.0mm（0.1575"）	0.65～0.75mm （0.026"～0.030"）	#0415-0	#0279-0	#0305-X	#1134-0
GU4およびGZ4	4.0mm（0.1575"）	0.95～1.05mm （0.037"～0.0413"）	#0327-0	#0328-0	#0312-0	#7405-0

表1： Mill-MaxはG4、GY4、GU4およびGZ4（MR11）スタイル用に、さまざまなレセプタクルを推奨します、。 これらは、スルーホールはんだ実装、圧入、オープンボトム、SMT、およびワイヤ終端オプションで提供されています。

MR16基本構成			Mill-Max Mfg.の レセプタクルの提案
タイプ	グリッド（ピン～ピン スペーシング）	ピン直径	はんだ 実装	圧入	オープン ボトム	ワイヤ終端
G5.3、GU5.3、 およびGX5.3	5.3mm（0.210"）	1.45～1.60mm （0.057"～0.057"）	#0363-0	#0365-0	#0375-0	#3667-0

表2： G5.3、GU5.3、およびGX5.3（MR16）スタイルランプ用のMill-Maxのレセプタクル推奨には、スルーホールはんだ実装、圧入、オープンボトム、SMT、およびワイヤ終端オプションが含まれます。

さらに、終端スタイルの要件に基づいて、これらの2ピンソケットに対する迅速な対応を提供することができるソケットメーカーも探してください。 これは生産と市場投入までの時間要件を満たすのに役立ちます。 メーカーはまた、最高の信頼性を確保するために、精密な公差で製作された、高速、ねじ切り盤加工ピン、レセプタクル、およびスプリングピン部品を使用する必要があります。

いくつかの場合において、設計者は標準的なベリリウム銅以外の異なる接点材料を必要とすることがあります。 メーカーが、より高温用途で使用されるベリリウムニッケルなどの追加の接点材料のオプションを提供しているかを確認してください。 メッキオプションは別の考慮事項です。 最高の腐食防止および耐摩耗性のためには金を、低コストで非クリティカルなアプリケーション向けには錫または錫/鉛を選択してください。

全体的に、設計者は、LEDストリップライトやLED交換電球かどうかによって、LED照明アプリケーション用の相互接続を選択する際に、いくつかの要因を考慮する必要があります。 これらには、可能な限り設計要件の多くを満たすために、設計の柔軟性、組立の容易さ、および機能オプションなどが含まれます。 また、コスト予算、信頼性要件、および利用可能なボード面積に基づいて、これらの製品を評価する必要があります。