航空障碍灯发挥高效能、环保的照明效益散热设计

来源:北斗星发布时间:2021-01-19

 发挥高效能、环保的照明效益散热设计是一大关键航空障碍灯LED元件的核心设计,即是由一片LED晶粒利用加诸电压使其产生发光结果,而与一般矽晶片类似,LED晶片也会因为长时间使用而产生光衰现象,嘲多数设计方案为了提升元件发光亮度,多利用增加晶体的偏压,即提升加诸于LED的电能功率,让晶片能够激发出更高的亮度,如此一来,加强航空障碍灯LED功率也会使得晶体的光衰问题、寿命问题加速出现,甚至元件本身因强化亮度而产生的高温,也会造成产品寿命的缩短。当单颗LED晶粒随着亮度提升,单颗LED功耗瓦数也会由01W提高至13、甚至5W以上,而多数的LED光源模组实测分析,也会出现封装模组的热阻抗因增加发光效能而提升,一般会由250KW350KW上下持续增加幅度。

 

而检视测试结果会发现,航空障碍灯LED也会有随着“功率”增加、“使用寿命”减少的现象,让原本可能具有20000小时使用寿命的航空障碍灯LED光源元件,因为散热影响,而降低到仅剩1,000小时的使用寿命。当元件在摄氏50度的运作温度下,均能维持最佳的20000小时寿命,但当LED元件运行于摄氏70度的环境,平均寿命则降至10000小时,若持续在摄氏100度环境下运行,寿命会仅剩5,000小时。市场上的LED光源良秀不齐,许多公司宣称其半导体光源连续使用寿命为l0万小时,但产品实际可用寿命许多不到5000小时,最短的不到100小时,伽整个LED产业在市场上的信誉受对极大的影响。另一方面,半导体光源的用户无法选购到可靠的产品,缺少对LED产品的质量可靠性及稳定性的有效检测手段,直到客户遭受巨额损失,使用失败后退货。

业界要为产业的进一步高速发展奠定基础,必须有一个相对统一的产品质量与可靠性的测试及规范标准。国际上CIE等相关机构鉴于LED产业的迅猛发展,还未能制定一个统一的规范,多由各公司自行测试和规定,主要包括高温,常温,低温老化实验,高温高湿老化实验,冷热冲击实验,机械撞击,静电放电实验,震动实验,焊接实验,盐舞实验等若干项。国内LED光源用户一般也是用该室温老化实验来验证供应商的产品质量和可靠性,好的公司则有做1000小时室温老化实验。


由于航空障碍灯LED光源的使用寿命要求是1万至l0万小时(1年至11),用户很难有时间用常温老化法求证。LED光源的寿命高温下会大大缩短,航空障碍灯LED光源的寿命t和温度呈指数关系,t=t0exp(-DEkT)因此高温加速老化实验是更快速严格的可靠性测试方法。85度下LED光源寿命比常温将会缩短约20倍。国内许多厂家的劣质产品则在24100小时内迅速老化,该实验成为检验产品质量的一个快速试金石。功率型航空障碍灯LED会受热量影响:(1)热量集中于尺寸很小的芯片里,芯片的发光效率因结区温度升高而降低,芯片周围荧光粉的激射效率的降低,使器件的光学性能受到严重影响,且器件的稳定性和寿命也容易受热应力的非均匀分布而降低;f2)白光照明系统中多个LED是密集排列的,高热阻会因模块问相互影响导致器件失效。从而,功率型航空障碍灯LED的散热成为重要研究课题。