航空障礙燈發(fā)揮高效能、環(huán)保的照明效益散熱設(shè)計(jì)
發(fā)揮高效能、環(huán)保的照明效益散熱設(shè)計(jì)是一大關(guān)鍵航空障礙燈LED元件的核心設(shè)計(jì)，即是由一片LED晶粒利用加諸電壓使其產(chǎn)生發(fā)光結(jié)果，而與一般矽晶片類似，LED晶片也會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間使用而產(chǎn)生光衰現(xiàn)象，嘲多數(shù)設(shè)計(jì)方案為了提升元件發(fā)光亮度，多利用增加晶體的偏壓，即提升加諸于LED的電能功率，讓晶片能夠激發(fā)出更高的亮度，如此一來(lái)，加強(qiáng)航空障礙燈LED功率也會(huì)使得晶體的光衰問(wèn)題、壽命問(wèn)題加速出現(xiàn)，甚至元件本身因強(qiáng)化亮度而產(chǎn)生的高溫，也會(huì)造成產(chǎn)品壽命的縮短。當(dāng)單顆LED晶粒隨著亮度提升，單顆LED功耗瓦數(shù)也會(huì)由0．1W提高至1、3、甚至5W以上，而多數(shù)的LED光源模組實(shí)測(cè)分析，也會(huì)出現(xiàn)封裝模組的熱阻抗因增加發(fā)光效能而提升，一般會(huì)由250K／W至350K／W上下持續(xù)增加幅度。
而檢視測(cè)試結(jié)果會(huì)發(fā)現(xiàn)，航空障礙燈LED也會(huì)有隨著“功率”增加、“使用壽命”減少的現(xiàn)象，讓原本可能具有20，000小時(shí)使用壽命的航空障礙燈LED光源元件，因?yàn)樯嵊绊?，而降低到僅剩1,000小時(shí)的使用壽命。當(dāng)元件在攝氏50度的運(yùn)作溫度下，均能維持最佳的20，000小時(shí)壽命，但當(dāng)LED元件運(yùn)行于攝氏70度的環(huán)境，平均壽命則降至10，000小時(shí)，若持續(xù)在攝氏100度環(huán)境下運(yùn)行，壽命會(huì)僅剩5,000小時(shí)。市場(chǎng)上的LED光源良秀不齊，許多公司宣稱其半導(dǎo)體光源連續(xù)使用壽命為l0萬(wàn)小時(shí)，但產(chǎn)品實(shí)際可用壽命許多不到5000小時(shí)，最短的不到100小時(shí)，伽整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)上的信譽(yù)受對(duì)極大的影響。另一方面，半導(dǎo)體光源的用戶無(wú)法選購(gòu)到可靠的產(chǎn)品，缺少對(duì)LED產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性及穩(wěn)定性的有效檢測(cè)手段，直到客戶遭受巨額損失，使用失敗后退貨。
業(yè)界要為產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步高速發(fā)展奠定基礎(chǔ)，必須有一個(gè)相對(duì)統(tǒng)一的產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的測(cè)試及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際上CIE等相關(guān)機(jī)構(gòu)鑒于LED產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，還未能制定一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范，多由各公司自行測(cè)試和規(guī)定，主要包括高溫，常溫，低溫老化實(shí)驗(yàn)，高溫高濕老化實(shí)驗(yàn)，冷熱沖擊實(shí)驗(yàn)，機(jī)械撞擊，靜電放電實(shí)驗(yàn)，震動(dòng)實(shí)驗(yàn)，焊接實(shí)驗(yàn)，鹽舞實(shí)驗(yàn)等若干項(xiàng)。國(guó)內(nèi)LED光源用戶一般也是用該室溫老化實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證供應(yīng)商的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，好的公司則有做1000小時(shí)室溫老化實(shí)驗(yàn)。
由于航空障礙燈LED光源的使用壽命要求是1萬(wàn)至l0萬(wàn)小時(shí)(約1年至11年)，用戶很難有時(shí)間用常溫老化法求證。LED光源的壽命高溫下會(huì)大大縮短，航空障礙燈LED光源的壽命t和溫度呈指數(shù)關(guān)系，t=t0exp(-DE／kT)因此高溫加速老化實(shí)驗(yàn)是更快速嚴(yán)格的可靠性測(cè)試方法。85度下LED光源壽命比常溫將會(huì)縮短約20倍。國(guó)內(nèi)許多廠家的劣質(zhì)產(chǎn)品則在24至100小時(shí)內(nèi)迅速老化，該實(shí)驗(yàn)成為檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)快速試金石。功率型航空障礙燈LED會(huì)受熱量影響：(1)熱量集中于尺寸很小的芯片里，芯片的發(fā)光效率因結(jié)區(qū)溫度升高而降低，芯片周圍熒光粉的激射效率的降低，使器件的光學(xué)性能受到嚴(yán)重影響，且器件的穩(wěn)定性和壽命也容易受熱應(yīng)力的非均勻分布而降低；f2)白光照明系統(tǒng)中多個(gè)LED是密集排列的，高熱阻會(huì)因模塊問(wèn)相互影響導(dǎo)致器件失效。從而，功率型航空障礙燈LED的散熱成為重要研究課題。