Les nouvelles conceptions de supports de DEL simplifient l'assemblage et réduisent les coûts

Avec l'augmentation constante des exigences en matière de rendement énergétique, les concepteurs d'éclairage cherchent en permanence des moyens d'implémenter les technologies DEL plus vite et plus facilement dans leurs applications d'éclairage. Ajoutez à ces exigences des DEL COB (Chip-on-Board), et la conception devient encore plus complexe. L'amélioration des conceptions et des systèmes de supports de DEL sans soudure constitue l'un des moyens par lesquels les fabricants de connecteurs contribuent à l'éclairage DEL. Ces supports sont généralement améliorés en se concentrant sur quelques critères essentiels, notamment la facilité d'assemblage, la fixation sécurisée et la réduction des coûts.

Prenons pour exemple la dernière offre de TE Connectivity. TE a développé un support de DEL sans soudure et encliquetable compatible avec Zhaga qui facilite et accélère considérablement la fabrication et l'installation d'applications d'éclairage DEL. Le support de DEL LUMAWISE type Z50 est le dernier-né de la gamme LUMAWISE. Ce composant est conforme aux spécifications du consortium Zhaga, un groupe d'entreprises collaborant pour établir l'interchangeabilité des sources de lumière DEL, afin de simplifier les applications d'éclairage DEL.

Les supports de DEL LUMAWISE sont disponibles pour différentes DEL COB proposées par Bridgelux, Cree, Citizen, Everlight, Nichicon, OSRAM, Seoul Semiconductor et Sharp. Ces éléments sont également disponibles en versions pré-assemblées dans des configurations à un ou deux composants.

TE Connectivity fournit cinq étapes d'assemblage simples pour monter les matrices de DEL et intégrer les éléments optiques secondaires : encliqueter la COB dans la base Z50 ; appliquer le matériau d'interface thermique ; insérer les fils dans la base Z50 ; visser l'assemblage dans le dissipateur thermique et connecter les éléments optiques secondaires. D'après TE, le connecteur, facile à utiliser, est conçu pour réduire les coûts d'assemblage tout en fournissant une connexion électrique sans soudure et une fixation mécanique sécurisée. « La rétention de la DEL par encliquetage simplifie l'installation en maintenant la DEL au support avant le montage, et les connexions des fils enfichables dans la DEL éliminent le processus de soudure fastidieux », selon les documents de TE.

Les supports de DEL sont compatibles avec les éléments optiques secondaires, ce qui offre aux ingénieurs différentes options de conception DEL. La nouvelle série de supports Z50 (la Figure 1 illustre le support de DEL type Z50 de TE avec une pince de retenue des éléments optiques de TE et une DEL Mega ZENIGATA, des éléments optiques LEDIL et un dissipateur thermique générique) est constituée de produits pour la série CXA de Cree, les DEL COB Nichicon, la matrice Opto SOLARIQ d'OSRAM et les DEL LUMILEDS de Philips. Ces supports peuvent être utilisés dans les projecteurs, les plafonniers, les éclairages de scène, les lèche-mur et l'éclairage architectural.


Figure 1 : Les supports de DEL type Z de TE Connectivity garantissent une connexion sans soudure rapide aux matrices de DEL et permettent aux concepteurs de développer des modules conformes à Zhaga (avec l'autorisation de TE Connectivity).

Les supports type Z50 sont disponibles en format ultraplat, et avec ou sans fixations des éléments optiques. Le style enfichable fournit des contacts acceptant les fils rigides et divisés de 18 AWG à 22 AWG. Les supports offrent une plage de températures de fonctionnement de -40°C à +105°C. Ils sont conformes aux spécifications UL 300 V et aux caractéristiques d'inflammabilité UL94V-0. 

Molex poursuit également son évolution dans l'éclairage à semi-conducteurs (SSL) avec l'introduction de son interconnexion à substrat plastique (PSI) pour les matrices de DEL COB. Comme le support de TE Connectivity, ces supports de matrices COB sont conçus pour fournir une connexion plus rapide et plus sécurisée. Les interconnexions personnalisables répondent aussi aux contraintes d'espace souvent constatées dans les conceptions d'éclairage en offrant une interface d'interconnexion ultraplate qui fournit de l'énergie à la matrice via une simple connexion à un support ou substrat plastique.

L'interconnexion PSI présente un boîtier d'une faible hauteur totale d'environ 2 mm, facilitant les conceptions soumises à des contraintes d'espace tout en réduisant les coûts de substrat. Outre le profil extra-plat, la solution permet aussi de placer les éléments optiques plus près de la DEL. L'utilisation du système d'interconnexion Pico-EZmate de Molex, intégrant les fonctionnalités électriques et mécaniques, élimine la soudure en fournissant une connexion sans soudure.

Le système PSI cible les applications à haute densité et à sortie lumineuse élevée comme l'éclairage vers le bas (éclairage sur rail, suspensions et éclairage linéaire) et l'éclairage de zone (routes, parkings et éclairage mural). Molex confirme la prise en charge de plusieurs possibilités de conceptions PSI, notamment :

• Circulaire : DEL COB de 22,50 mm x 22,50 mm ; diamètre extérieur de 36 mm et hauteur de 2 mm
• Rectangulaire : DEL COB de 22,50 mm x 22,50 mm ; dimensions extérieures de 36,50 mm x 28,50 mm et hauteur de 2 mm
• Formes, dimensions, types d'orifices de montage et interconnexions personnalisables

Molex offre aussi différents systèmes d'embases et de prises pouvant être intégrés à une interconnexion PSI personnalisée.

Voici le principe de leur fonctionnement : le faisceau Pico-EZmate (Figure 2) se connecte au support de matrice de DEL sans outil ni processus particulier. Cela permet de minimiser le contact avec la matrice et de réduire le risque de dommage. Pour une plus grande fiabilité, le système présente une connexion par encliquetage vertical, un verrouillage positif et des contacts plaqués or. Les faisceaux sont proposés en trois configurations de calibres de fil et en différentes longueurs.


Figure 2 : En utilisant le système d'interconnexion Pico-EZmate, la solution PSI de Molex intègre les fonctionnalités électriques et mécaniques dans la matrice de DEL pour une connexion sans soudure permettant d'éliminer le risque de dommage (avec l'autorisation de Molex). 

Pour les concepteurs recherchant une solution sans soudure pour des voyants DEL à montage sur panneau, VCC a développé des supports de DEL à montage sur panneau sans soudure également conçus pour accélérer et simplifier l'assemblage. Comme les autres solutions, les prises séries CNX 440 et CNX 460 ne nécessitent aucun outil pour l'assemblage et permettent des connexions filetées simples pour différentes lentilles de panneaux.

Le support de DEL de 5 mm CNX 440 peut être configuré pour prendre en charge jusqu'à six DEL RVB, UnderCover (UC) ou infrarouges (IR) à sorties, tandis que le support de DEL de 10 mm CNX 460 cible les boîtiers de DEL de 10 mm à flux élevé et standard (Figure 3). VCC annonce que ces prises sont compatibles avec toutes les grandes marques de DEL. VCC recommande les styles de lentilles CMC 441 et HMC 461 avec anneau de Fresnel pour une luminosité accrue dans les applications standard, et les types de lentilles CMS 442 et HMS 462 pour les applications NEMA 4 exigeant des performances d'étanchéité à l'humidité.


Figure 3 : Les supports de DEL CNX 440 et CNX 460 de VCC pour DEL montées sur panneau offrent des connexions rapides et sans soudure à différentes lentilles de panneaux. Ils peuvent être utilisés dans de nombreuses applications, notamment automobiles, aérospatiales, médicales, industrielles, militaires et dans l'exploitation minière, les transports et la sécurité (avec l'autorisation de VCC).

Les voyants équipés de lentilles séries HMC 460 et HMS 462 s'adaptent à un orifice de montage de 14,29 mm (0,5625 pouce) de diamètre, tandis que les modèles CMC 441 et CMS 442 conviennent pour un orifice de montage de 7,62 mm (0,300 pouce) de diamètre. La solution permet aussi un assemblage rapide : insérez la lentille dans l'ouverture du panneau, faites glisser la rondelle de verrouillage sur le cylindre de la lentille. Le connecteur se fixe à la lentille en le tournant d'un demi-tour.

Parmi les autres fonctionnalités figurent des interconnecteurs permettant une plus grande stabilité des sorties des DEL, ainsi que des longueurs de conducteur et des embases standard pour connecter les DEL aux sources d'alimentation. La prise peut servir dans des assemblages de câbles personnalisés ou dans des assemblages autonomes avec terminaisons de fils dénudés ou un connecteur d'embase pour connexion au circuit imprimé, selon VCC.

En résumé, même si les supports de DEL sont probablement l'un des derniers composants que les concepteurs évaluent pour leurs conceptions d'éclairage, ces composants permettent de réduire l'espace carte et le coût global du système. Les concepteurs ont tout intérêt à envisager des conceptions sans soudure, car elles permettent de réduire les risques de dommages tout en diminuant le temps d'assemblage. Ils devraient également penser aux produits conformes à Zhaga pour des applications d'éclairage général permettant l'utilisation de sources d'éclairage DEL interchangeables. Les fabricants de connecteurs, notamment Molex et TE Connectivity, sont des membres de ce consortium regroupant un grand nombre de fabricants de DEL.

Pour plus d'informations sur les composants abordés dans cet article, cliquez sur les liens fournis pour accéder aux pages d'informations produits sur le site Web de DigiKey.