專利名稱：：安裝在機(jī)身上的基于led的飛機(jī)防撞燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及飛機(jī)防撞燈，并且更特別地，涉及使用發(fā)光二極管(LED)的飛機(jī)防撞燈。
背景技術(shù)：
：已有的防撞燈采用氙閃光管技術(shù)。然而，使用LED的防撞燈是有利的，因?yàn)榕c基于氙的系統(tǒng)比較而言，它們的壽命更長(zhǎng)，功耗更低，并且重量減輕(因?yàn)椴恍枰?dú)立的電源)。而且，在基于氙的防撞燈中，提供可見的和隱藏的(紅外線)能力通常導(dǎo)致包裝尺寸增長(zhǎng)。這種雙模式能力導(dǎo)致尺寸增大，因?yàn)榧t外線(IR)源不能被安裝在與氙閃光管相同的殼體內(nèi)。FAR的要求聯(lián)邦航空條例(FAR)對(duì)防撞燈系統(tǒng)的最小有效亮度的要求在圖6A和6B中示出。FAR的光度要求關(guān)于垂直軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。因而，對(duì)于飛機(jī)的水平面以上/以下的給定的垂直角來說，繞所述垂直軸的每個(gè)水平角所要求的最小亮度是相同的。如圖6A所示，在垂直角為0度時(shí)，對(duì)于整個(gè)360度的水平范圍(即，沿水平面的任何地方)來說，有效燈亮度必須為400有效燭光(ECP)。下面的表1包括FAR(在本申請(qǐng)的申請(qǐng)日)所規(guī)定的最小有效亮度，如圖6B中所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表1應(yīng)當(dāng)指出，閃光特征是由FAR為防撞燈系統(tǒng)規(guī)定的。(特別地，F(xiàn)AR的規(guī)定設(shè)定所述系統(tǒng)的最小和最大有效閃光頻率)。因而，防撞燈的有效亮度必須利用作為時(shí)間的函數(shù)的燈的瞬時(shí)亮度和閃光持續(xù)時(shí)間來確定。例如，(在下面如Eq.1所提供的)Blondel-Rey方程可被用于確定閃光燈與具有穩(wěn)定狀態(tài)輸出的燈相比而言的有效的等效亮度。根據(jù)Blondel-Rey方程;=~^-其中&=有效燭光(ECP)(/2-0=以秒為單位的脈沖持續(xù)時(shí)間，和/(/)=作為時(shí)間的函數(shù)的瞬時(shí)亮度。圖6A和6B所示的覆蓋范圍可通過多個(gè)燈裝置來滿足，只要每個(gè)燈滿足其相應(yīng)區(qū)域所要求的光度規(guī)定。典型地，每個(gè)紅色機(jī)身防撞燈將覆蓋所述規(guī)定的上部和下部，而白色防撞燈將覆蓋特定的水平部分(每個(gè)機(jī)翼端防撞燈將具有IIO度的覆蓋范圍，并且尾燈將覆蓋剩余的140度)。使用LED的考慮當(dāng)在允許的最大結(jié)溫附近工作時(shí)，紅色LED經(jīng)歷較大程度的退化。因而，對(duì)于LED系統(tǒng)、尤其是采用典型地被用于紅色和琥珀色LED中的AllnGaP技術(shù)的系統(tǒng)來說，熱量管理是重要的。同樣，可能有利的是在防撞燈中使用閃光LED以向飛機(jī)提供更大的顯著性。然而，使飛機(jī)上的閃光防撞燈與原始頻率(wildfrequency)電源同步存在一定的挑戰(zhàn)。因而，本發(fā)明的目的是提供在由原始頻率總線供電時(shí)以穩(wěn)定速率閃光的同步防撞燈。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種包括多個(gè)LED的航空紅色機(jī)身防撞燈。根據(jù)示例性實(shí)施例，所述防撞燈的LED以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式被布置。這種光學(xué)設(shè)計(jì)是可行的，因?yàn)橐阎?lián)邦航空條例(FAR)的光度要求也是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。根據(jù)示例性實(shí)施例，所述防撞燈中的LED的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)LED環(huán)。在示例性實(shí)施例中，所述防撞燈進(jìn)一步包括反射器系統(tǒng)，該反射器系統(tǒng)使來自至少一個(gè)LED環(huán)的光重新分布為滿足FAR中所規(guī)定的光度分布的圖案。反射器系統(tǒng)的使用可降低用于防撞裝置內(nèi)的LED的數(shù)目，從而降低成本和功耗，同時(shí)簡(jiǎn)化熱量管理。根據(jù)示例性實(shí)施例，所述防撞燈包括用于將LED的結(jié)溫保持在可接受的水平的散熱裝置。根據(jù)示例性實(shí)施例，所述兩個(gè)環(huán)之一中的LED可被定位在防撞燈的底部(或平臺(tái))上，而另一個(gè)環(huán)中的LED被倒置并被設(shè)置在頂部(平臺(tái))上。在這種實(shí)施例中，反射器系統(tǒng)可包括用于使光重新分布在底部平臺(tái)上的第一反射器部分和用于使光重新分布在頂部平臺(tái)上的第二反射器部分。此外，兩個(gè)分離的散熱裝置可被用于該實(shí)施例中以從兩個(gè)LED環(huán)中散熱。根據(jù)示例性實(shí)施例，所述防撞燈使用閃光LED。在示例性實(shí)施例中，飛機(jī)的防撞燈的閃光根據(jù)飛機(jī)總線重新同步方法來同步。根據(jù)示例性實(shí)施例，電氣控制系統(tǒng)監(jiān)控防撞燈中的LED的狀態(tài)，以確定這些燈是否滿足FAR的光度要求。在示例性實(shí)施例中，所述電氣控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于探測(cè)可能導(dǎo)致防撞燈不滿足光度要求的LED失效模式。所述電氣控制系統(tǒng)可進(jìn)一步被設(shè)計(jì)用于響應(yīng)于探測(cè)到這種失效模式而關(guān)閉防撞燈。根據(jù)示例性實(shí)施例，所述防撞燈可被配置用于通過發(fā)射可見波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光而在可見模式下工作。在替代的示例性實(shí)施例中，所述防撞燈可^L配置用于通過使用紅外(IR)LED來發(fā)射IR或近IR波長(zhǎng)范圍的光而在隱藏(covert)模式下工作。根據(jù)另一個(gè)替代的示例性實(shí)施例，所述防撞燈可被配置用于包括可見和隱藏模式的雙模式工作。根據(jù)下文所提供的詳細(xì)描述，本發(fā)明的適用性范圍內(nèi)的其它方面將變得顯而易見。然而，應(yīng)當(dāng)理解，雖然公開了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，但本文中的詳細(xì)描述和特定實(shí)施例僅僅是為了說明而提供的。圖IA示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的防撞燈的透視圖；圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的防撞燈的側(cè)視圖，在該防撞燈中內(nèi)部被局部地暴露出；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的防撞燈的頂視圖和側(cè)視圖，其提供安裝方案和螺栓模式的更詳細(xì)的說明；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的替代的示例性實(shí)施例的、包括底部平臺(tái)上的兩個(gè)同心的發(fā)光二極管(LED)環(huán)的防撞燈；圖4A是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的防撞燈的電連接和控制的示意圖；圖4B是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的LED監(jiān)控電路的示意圖，該LED監(jiān)控電路實(shí)現(xiàn)LED檢測(cè)電路；圖4C是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的、被配置用于雙模式工作的防撞燈的電連接和控制的示意圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的、要安裝在飛機(jī)機(jī)身上的防撞燈的定位；和圖6A和6B示出聯(lián)邦航空條例(FAR)的光度要求，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，防撞燈系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成滿足該光度要求。具體實(shí)施方式本發(fā)明的示例性實(shí)施例在下面的說明中加以描述。已知聯(lián)邦航空條例(FAR)對(duì)防撞燈的光度要求是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，本發(fā)明的示例性實(shí)施例使用也是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的光學(xué)方法。圖1A和IB示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的安裝在機(jī)身上的防撞燈。在該實(shí)施例的防撞燈100中，笫一LED10環(huán)沿著底部50(或"底部平臺(tái)，，)的周邊被安裝。第二LED20環(huán)被倒置并附著到防撞燈100的頂部40("頂部平臺(tái)")上。在示例性實(shí)施例中，所述第一LED10環(huán)和第二LED20環(huán)可以基本上以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式(即，關(guān)于垂直軸對(duì)稱)來布置。根據(jù)示例性實(shí)施例，底部平臺(tái)50和頂部平臺(tái)40各自分別包括用于第一LEDIO環(huán)和第二LED20環(huán)的散熱裝置。如圖1A和1B中所示，與頂部平臺(tái)40對(duì)應(yīng)的散熱裝置可以包括冷卻翼片。例如，頂部平臺(tái)40和底部平臺(tái)50中的每一個(gè)都可以包括呈現(xiàn)用于提供充分的散熱的導(dǎo)熱特性的導(dǎo)熱板。當(dāng)然，頂部和底部平臺(tái)40和50的配置(材料、設(shè)計(jì)等等)可以改變。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將容易顯而易見的是，如何將頂部和底部平臺(tái)40和50設(shè)計(jì)和制造為提供必要散熱的散熱裝置。參照?qǐng)D1A和1B,反射器30被設(shè)置在頂部平臺(tái)40和底部平臺(tái)50之間。該反射器30可由用于使由第一LED10環(huán)發(fā)射的光圖案重新分布的第一部分30a和用于使由第二LED20環(huán)發(fā)射的光圖案重新分布的第二部分30b組成。因此，該實(shí)施例將反射器30的一部分專用于使來自第一LEDIO環(huán)和第二LED20環(huán)中的每一個(gè)的光改變方向。在示例性實(shí)施例中，反射器30的第一和第二部分30a和30b被設(shè)計(jì)用于使從第一LEDIO環(huán)和第二LED20環(huán)發(fā)射的光分別重新分布為更緊密地匹配FAR規(guī)定的分布的圖案。考慮這樣一個(gè)例子，其中上部防撞燈被安裝在飛機(jī)的機(jī)身的頂部或垂直穩(wěn)定器上(如圖5中用100A所示)。在該例子中，所述第一部分30a可被配置用于使來自笫一環(huán)的光改變方向，以便在每個(gè)水平方向上延伸的在飛機(jī)的水平面以上0至40度的覆蓋范圍內(nèi)滿足FAR。在該例子中，第二部分30b可被配置用于使來自第二環(huán)的光改變方向，以便提供補(bǔ)充的覆蓋范圍，該覆蓋范圍在每個(gè)水平方向上延伸直至并超過水平面以上75度。應(yīng)當(dāng)指出，圖5的防撞燈IOOB是下部防撞燈的一個(gè)例子，該下部防撞燈被安裝在機(jī)身的底部表面上。因此，下部防撞燈IOOB將相對(duì)于圖1和2中所示出的燈IOO倒置(即，"頂部"平臺(tái)40實(shí)際上將在底部平臺(tái)50的下方)。同樣地，反射器30的第一部分30a和第二部分30b將被配置用于使來自第一LEDIO環(huán)和第二LED20環(huán)的光改變方向到在水平面下方延伸的角覆蓋范圍內(nèi)。例如，反射器30的第一部分30a可使來自第一LED10環(huán)的光改變方向到在水平面下方延伸的覆蓋范圍(例如0至40度)內(nèi)。因此，為了這種應(yīng)用，當(dāng)反射器30被描述為使光重新分布到防撞燈100的"底平面"上方的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，這應(yīng)當(dāng)被理解為描述在防撞燈100被安裝在飛機(jī)機(jī)身的頂部或底部時(shí)的實(shí)施例。根據(jù)示例性實(shí)施例，所述底部平臺(tái)50與底平面共面。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，反射器30的設(shè)計(jì)考慮并不限于滿足FAR的要求。反射器30可被配置用于使來自LED10、20的光重新分布以滿足在防撞燈100的底平面上方延伸的其它光分布要求。例如，在航空工業(yè)中，各種應(yīng)用可能要求超過FAR的要求的防撞燈規(guī)格。此外，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，F(xiàn)AR可以改變。因而，本發(fā)明不應(yīng)僅僅限于使光重新分布以滿足任何特定時(shí)候的FAR的實(shí)施例。因此，根據(jù)上述示例性實(shí)施例，反射器30可被用于產(chǎn)生關(guān)于垂直軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的光分布。由于反射器30可被配置用于調(diào)整光分布以便更緊密地匹配FAR的要求，因此反射器30的使用提供相對(duì)于典型地由傳統(tǒng)的基于LED的防撞燈所使用的"強(qiáng)力，，光學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)。特別地，用于現(xiàn)有的基于LED和氙的防撞燈中的強(qiáng)力方法產(chǎn)生比滿足FAR的要求所需的光更多的光(從而消耗更多的功率)，因?yàn)樗龉鉀]有被良好地控制。因此，在這種系統(tǒng)中，在某些區(qū)域內(nèi)所發(fā)射的光圖案可能剛剛超過FAR的規(guī)定，而該圖案的其它區(qū)域超過所述規(guī)定所要求量的三倍或四倍以上。通過使用這種反射器30來調(diào)整光分布，可以使用更少的LED,從而降低功耗、成本和熱量管理問題，同時(shí)保持與FAR的亮度規(guī)定相比高的余量水平。根據(jù)上述示例性實(shí)施例的、分別用于使來自第一LEDIO環(huán)和第二LED20環(huán)的光重新分布的反射器30的第一部分30a和第二部分30b的各種設(shè)計(jì)對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將是容易了解的。根據(jù)圖IA和IB中所示的示例性實(shí)施例，通過將第一LEDIO環(huán)定位在燈100的頂部并將第二LED20環(huán)定位在燈100的底部，所述防撞燈100具有改進(jìn)的熱特性和空氣動(dòng)力學(xué)特性。與將兩個(gè)LED環(huán)定位在相同的平面上相比較，通過以這樣的方式劃分LED10、20，可以減小200580029892.7說明書第7/14頁LED10、20的數(shù)目以及燈100的總直徑。根據(jù)示例性實(shí)施例，防撞燈100中的LED10、20可包含1瓦特的紅-橙LED。紅-橙色可以稍微不同于飛機(jī)的前部位置燈中的光源的顏色(紅色)。在這種實(shí)施方式中，防撞燈100的紅-橙LED能夠滿足FAR的航空紅色要求，同時(shí)具有高效率，例如每瓦特50+流明。例如，可以使用(由LumiledsTM制造的)Luxeon⑧l(xiāng)ambertianLED。在示例性實(shí)施例中，(底部的)第一LED環(huán)可包括42個(gè)紅-橙LED10,而(頂部的)第二環(huán)可包含60個(gè)紅-橙LED20。然而本發(fā)明并不限于這種實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，每個(gè)環(huán)中的LED10、20的數(shù)目和顏色可以變化。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，防撞燈100可通過在第一和第二環(huán)中使用紅外(IR)LED而被配置用于在隱藏模式下工作。例如，安裝在表面上的具有880nm的峰值波長(zhǎng)的AlGaAsLED可^皮選擇作為IRLED。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，可見(例如紅-橙)和IRLED的組合可被實(shí)施以將所述防撞燈100配置用于雙模式工作(可見和隱藏工作)。在這種實(shí)施例中，42個(gè)AlGaAsLED可與42個(gè)可見LED—起被集成，這些LED以第一LED環(huán)4皮安裝到底部50上。然而，本發(fā)明并不限于這種實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，每個(gè)環(huán)中的LED10、20的數(shù)目和峰值波長(zhǎng)可以變化。根據(jù)示例性實(shí)施例，通過對(duì)已有的安裝在機(jī)身上的防撞燈保持類似的安裝方案和螺栓模式，防撞燈100的封裝提供改型和進(jìn)步的裝備的可能性。包括防撞燈100的頂視圖和側(cè)視圖的圖2提供這種安裝計(jì)劃和螺栓模式的詳細(xì)說明。圖4A是根據(jù)示例性實(shí)施例的防撞燈100的電氣系統(tǒng)70(包括電連接和控制)的示意圖。如圖4A中所示，防撞燈100可直接由115VAC原始頻率(近似范圍為370-800Hz)電源操作。在示例性實(shí)施例中，電氣系統(tǒng)70中的控制電路允許在不關(guān)閉整個(gè)燈100的情況下單個(gè)LED失效，如將在下文中加以說明的那樣。根據(jù)圖4A中所示的示例性實(shí)施例，電氣控制系統(tǒng)70被配置用于將防撞燈IOO作為頻閃燈進(jìn)行操作。如圖4A中所示，離線開關(guān)式電源72可被實(shí)施用于將輸入115VAC原始頻率電源轉(zhuǎn)換并降低為被優(yōu)化用于紅-橙LED10、20的低DC電ii壓。如圖4A中所示，LED10、20可以電氣集中為"串"75。每個(gè)串75包括多個(gè)(例如17個(gè))電氣串聯(lián)的LED。在示例性實(shí)施例中，所述開關(guān)式電源72可被配置用于提供調(diào)節(jié)后的大約為60V。e的DC電壓以便給LED串75的電流調(diào)節(jié)器供電。將用于電流調(diào)節(jié)器電路74的DC電壓的幅度優(yōu)化可最大化電路效率。每個(gè)LED電流調(diào)節(jié)器電路74可被配置用于將流經(jīng)相應(yīng)的LED串75的電流保持在預(yù)定的電平。例如，LED電流調(diào)節(jié)器電路可被設(shè)計(jì)用于將LED電流調(diào)節(jié)在某一電平，其中該電平被確定為在防撞燈100的工作亮度下最大化LED壽命。參照?qǐng)D4A,電氣控制系統(tǒng)70可包括EMI濾波器71,以減少可能由開關(guān)式電源72產(chǎn)生的音頻和無線電頻率發(fā)射和頻閃(strobe)系統(tǒng)中固有的負(fù)載浪涌。必要時(shí)，共模和差模濾波都可被使用，以使發(fā)射和敏感度最小化。圖4A中的閃光計(jì)時(shí)器/脈沖控制電路73可被用于控制LED陣列的閃光。根據(jù)示例性實(shí)施例，每個(gè)LEDIO、20的閃光速率可被設(shè)定為每分鐘閃光46次。此外，閃光的持續(xù)時(shí)間可被設(shè)定為300毫秒(mS),對(duì)應(yīng)于23%的標(biāo)稱占空比。當(dāng)使用LuxeonLED時(shí)，這種實(shí)施例尤其適合。替代地，所述閃光計(jì)時(shí)器/脈沖控制電路73可將閃光速率控制在每分鐘閃光41-51次的范圍內(nèi)。然而，可以使用如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所設(shè)想到的其它閃光速率和占空比。根據(jù)示例性實(shí)施例，要由對(duì)應(yīng)于頂部平臺(tái)40和底部平臺(tái)50的散熱裝置執(zhí)行的散熱量可分別基于上部LEDIO環(huán)和下部LED20環(huán)的預(yù)期功率消耗來設(shè)計(jì)。然而，將容易顯而易見的是，其它閃光速率和占空比可以被使用。這樣的參數(shù)可以基于LED的類型(Luxeon，或其它類型)和功率耗散考慮因素來加以確定，以便允許防撞燈100滿足光度要求。如上所述，LED10、20可以被電氣組合為陣列。例如，防撞燈100可包括六個(gè)具有17個(gè)LED的串75。在電流調(diào)節(jié)器74用于所述六個(gè)串75中的每一個(gè)串的情況下，給定串75中的所有的17個(gè)LED可串聯(lián)接線。這種方法簡(jiǎn)化LED中的電流的調(diào)節(jié)，同時(shí)為了最大LED壽命而保持每個(gè)LED的電流調(diào)節(jié)。將電子控制劃分為多個(gè)部分也增加光源的有效冗余。雖然圖4A示出LED10、20被組合為六個(gè)串75，但這僅僅是說明性的。在替代的示例性實(shí)施例中，LED10、20可被組合為其它數(shù)目的(例如七個(gè)或八個(gè))串75，如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易設(shè)想到的那樣。根據(jù)一示例性實(shí)施例，每個(gè)LED串75可在笫一環(huán)(即，"下部LED，，)中包含7個(gè)LED10并且在第二環(huán)(即，"上部LED")中包含10個(gè)LED20。這種布置被設(shè)計(jì)用于即使在一個(gè)或多個(gè)串75中下部LED10中的一個(gè)和上部LED20中的一個(gè)已經(jīng)失效時(shí)也滿足FAR的光度性能要求。因此，該實(shí)施例提供光學(xué)冗余以減少LED失效的風(fēng)險(xiǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這種風(fēng)險(xiǎn)減少，電氣系統(tǒng)70可包括用于每個(gè)LED串75的LED監(jiān)控電路76，如圖4A中所示。LED監(jiān)控電路76的目的是監(jiān)控相應(yīng)的LED串75中的LED的工作狀態(tài)并相應(yīng)地控制所述防撞燈。特別地，所述LED監(jiān)控電路76被配置用于，如果在任一串75中多于預(yù)定數(shù)目的下部LED10失效或者如果在任一串75中多于另一預(yù)定數(shù)目的上部LED20失效，則關(guān)掉所述防撞燈IOO。所述LED監(jiān)控電路76可這樣來配置，以致給定串75中下部LED10的允許失效的預(yù)定數(shù)目與允許上部LED20失效的預(yù)定數(shù)目相同。替代地，對(duì)于下部和上部LED10和20來說，所述預(yù)定數(shù)目分別可以是不同的。根據(jù)一示例性實(shí)施例，對(duì)于兩種類型的LED10和20,所述預(yù)定數(shù)目都被設(shè)定為l。在該實(shí)施例中，LED監(jiān)控電路76被設(shè)計(jì)為，如果任一串75中的兩個(gè)或更多的下部LED10已失效或者串75中的兩個(gè)或更多的上部LED20已失效，則關(guān)閉燈IOO。因而，控制系統(tǒng)70的LED監(jiān)控電路76被調(diào)整為，只要給定串75中不超過l個(gè)的上部LED20和/或下部LEDIO失效，就將燈保持為打開。因此，在所描述的示例性實(shí)施例中，在確定防撞燈100不能滿足光度要求并將其關(guān)掉之前，防撞燈100能夠承受12個(gè)LED的失效一一六個(gè)串75中的每一個(gè)串中的一個(gè)上部和一個(gè)下部LED。另一方面，在最壞情況下，僅僅兩個(gè)LED(任一串75中的兩個(gè)上部或兩個(gè)下部LED)的失效也可導(dǎo)致所述LED監(jiān)控電路76將燈100關(guān)閉。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，所述LED監(jiān)控電路76包含(圖4A中未示出的)LED檢測(cè)電路以監(jiān)控相應(yīng)的串75中的每個(gè)LED10、20上的壓降。LED失效可能由短路或斷路情況造成。因而，所述LED檢測(cè)電路可被設(shè)計(jì)用于通過探測(cè)每個(gè)給定LED的短路和斷路情況來探測(cè)失效。設(shè)計(jì)和實(shí)施這種LED檢測(cè)電路的各種方法對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說都將是容易顯而易見的。圖4B示出根據(jù)示例性實(shí)施例的實(shí)施LED檢測(cè)電路761的LED監(jiān)控電路76的配置。如該圖中所示，LED監(jiān)控電路76包括LED檢測(cè)電路761以監(jiān)控串75中的每個(gè)LED10、20上的壓降。LED檢測(cè)電路761的結(jié)果被報(bào)告至控制邏輯760，該控制邏輯760確定是否發(fā)生了需要關(guān)閉所述燈的故障狀態(tài)(即，多于預(yù)定數(shù)目的下部LED10或多于預(yù)定數(shù)目的上部LED20已經(jīng)失效)。為了這種應(yīng)用，"邏輯"涉及硬件(例如，邏輯電路、處理器或其組合)、軟件、或硬件和軟件的組合。此外，盡管圖4B示出用于串75中的每個(gè)LED10、20的單獨(dú)的LED檢測(cè)電路761，但將容易顯而易見的是，LED檢測(cè)電路761的功能可在單個(gè)物理裝置、分離的物理裝置或其任意組合中被實(shí)施。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，LED檢測(cè)電路761可被集成在與控制邏輯760或與分離的物理單元相同的物理裝置中。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，用于給定串75的LED監(jiān)控電路76為該串75中的每個(gè)LEDIO、20提供備用的電流路徑。例如，參照?qǐng)D4B,所述備用的電流路徑可以是由一個(gè)或多個(gè)LED檢測(cè)電路761建立的路徑。所述備用的電流路徑可允許防撞燈100即使在由于斷路情況而導(dǎo)致的LED失效時(shí)也根據(jù)上述LED失效算法繼續(xù)工作。應(yīng)當(dāng)指出的是，圖4A和4B中的圖解說明不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是對(duì)用于每個(gè)LED串75的LED監(jiān)控電路76的限制。本發(fā)明涵蓋對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將容易顯而易見的任何和所有變化。例如，在替代的示例性實(shí)施例中，用于多個(gè)串75的LED監(jiān)控電路76可被組合成單個(gè)物理單元或裝置。圖4C示出根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的防撞燈100的電氣系統(tǒng)70(包括電連接和控制)，該防撞燈被配置用于雙模式工作。特別地，圖4C示出包括可見工作模式和隱藏工作模式的雙模式實(shí)施例。如圖4C中所示，電氣系統(tǒng)170包括多個(gè)元件71'、72'、74'、75'和76'，這些元件根據(jù)與上面結(jié)合圖4A和4B的電氣系統(tǒng)70中的元件71、72、74、75和76所述的原理相同的原理工作。因此，對(duì)這些元件的工作的描述將不再重復(fù)。此外，與圖4A的電氣系統(tǒng)70的LED監(jiān)控電路76類似，圖4C中的LED監(jiān)控電路76'可包括(未示出的)用于探測(cè)由于斷路和短路情況造成的失效的LED檢測(cè)電路。這種LED檢測(cè)電路可根據(jù)與上面所述的那些原理相似的原理工作。然而，圖4C的電氣系統(tǒng)170與圖4中所示的系統(tǒng)70在某些方面不同。例如，電氣系統(tǒng)170還包括IRLED串175。根據(jù)示例性實(shí)施例，可存在六個(gè)IRLED串175，并且每個(gè)串175可由四個(gè)定位在下部LED10環(huán)(第一環(huán))中的IRLED構(gòu)成。與可見LED串75類似，串175中的所有四個(gè)IRLED串聯(lián)接線。此外，可為六個(gè)IRLED串175中的每一個(gè)提供一個(gè)電流調(diào)節(jié)器174。這種方法簡(jiǎn)化LED的電流調(diào)節(jié)，同時(shí)為了最大LED壽命而保持每個(gè)LED的電流調(diào)節(jié)。根據(jù)示例性實(shí)施例，圖4C中所示的閃光計(jì)時(shí)器/脈沖控制電路173與圖4A中的對(duì)應(yīng)部分電路73類似地工作。然而，一個(gè)例外是，在示例性實(shí)施例中，圖4C中的閃光計(jì)時(shí)器/脈沖控制電路173被配置用于控制雙模防撞燈100的工作從可見模式(其中可見LED串75被點(diǎn)亮)切換為隱藏模式(其中IRLED串175被點(diǎn)亮)。在該實(shí)施例中，可見和隱藏模式之間的切換可根據(jù)(如圖4C中所示的)輸入到閃光計(jì)時(shí)器/脈沖控制電路173中的控制信號(hào)(正常/隱藏)加以控制。雖然圖4C示出包括可見和隱藏工作模式的實(shí)施例，但其它類型的雙模防撞燈100也同樣被本發(fā)明所涵蓋。在替代的示例性實(shí)施例中，所述雙重工作模式可對(duì)應(yīng)于所發(fā)射的光的顏色。例如，防撞燈100可包括紅色LED串(優(yōu)選地，"航空紅色"LED)和白色LED串(優(yōu)選地，"航空白色"LED)。在這種實(shí)施例中，防撞燈IOO可在紅燈模式(其中紅色LED以閃光方式被點(diǎn)亮)和白燈模式(其中白色LED以閃光方式被點(diǎn)亮)之間切換。如何修改上面結(jié)合前述圖所述的防撞燈100的配置以實(shí)現(xiàn)這種替代實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將是容易顯而易見的。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，防撞燈100可被配置為三模燈。在這種實(shí)施例中，所述防撞燈IOO可包括紅色、白色和IRLED串。同樣地，所述防撞燈IOO可在閃光航空紅色、航空白色或IR燈工作模式之間切換。在每種模式下，防撞燈100可被配置用于以閃光方式發(fā)出相應(yīng)類型的光。如何修改如上面結(jié)合前述圖所描述的防撞燈100的配置以實(shí)現(xiàn)這種三模實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將是容易顯而易見的。在上述防撞燈100的示例性實(shí)施例中，總尺度和尺寸被設(shè)計(jì)為滿足FAR的規(guī)定，同時(shí)考慮高環(huán)境溫度和壽命終止情況的預(yù)期光輸出水平。例如，基于紅-橙LuxeonLED的結(jié)溫和光輸出之間的所估計(jì)的關(guān)系，輸出預(yù)期在70攝氏度的環(huán)境溫度(轉(zhuǎn)換為大約IIO攝氏度的結(jié)溫)下為大約40%以下。同樣地，這種LED的壽命終止流明水平估計(jì)為初始輸出水平的70%。然而，由于防撞燈IOO設(shè)計(jì)的基本可量測(cè)性，包封可被簡(jiǎn)化以適應(yīng)替代的設(shè)計(jì)參數(shù)。如圖1A和1B中所示，透鏡60可附著到頂部平臺(tái)40和底部平臺(tái)50上并繞防撞燈100延伸，從而保護(hù)LED10、20不受環(huán)境影響。根據(jù)示例性實(shí)施例，所述燈IOO可被這樣配置，以致透鏡60以被設(shè)計(jì)用于降低阻力系數(shù)的垂直角度從底部平臺(tái)50向頂部平臺(tái)40突出。在示例性實(shí)施例中，透鏡60可相對(duì)于底部平臺(tái)50的平面以大約30-45度的角度突出，從而降低阻力。根據(jù)示例性實(shí)施例，防撞燈100的整體設(shè)計(jì)考慮到其它空氣動(dòng)力學(xué)因素。例如，底部平臺(tái)50的相對(duì)于高度相對(duì)大的直徑有助于降低防撞燈IOO向氣流中的突出，從而降低阻力系數(shù)。然而，將LED10、20分為下部和上部環(huán)有助于降低底部平臺(tái)50的直徑，該底部平臺(tái)通過減小防撞燈100所覆蓋的飛機(jī)的表面積而降低阻力系數(shù)。同樣地，在燈100的頂部平臺(tái)40上包括冷卻翼片有助于降低阻力。考慮到上述因素，防撞燈100的實(shí)施例可具有相對(duì)小的、例如小如11.6英寸的底部參數(shù)。圖5示出根據(jù)示例性實(shí)施例可安裝防撞燈100的飛機(jī)機(jī)身上的定位。如圖5中所示，安裝在上部機(jī)身上的防撞燈IOOA可被安裝在機(jī)身的頂部表面上和/或垂直穩(wěn)定器上。圖5還示出下部防撞燈100B可被安裝在機(jī)身的底部表面上。因而，任一個(gè)(或所有)燈IOOA可被用于覆蓋FAR規(guī)定的范圍區(qū)域的上部(即，水平面以上)，并且100B可被用于覆蓋所規(guī)定的范圍區(qū)域的下部(即，飛機(jī)的水平面以下)。應(yīng)當(dāng)指出，防撞燈100的設(shè)計(jì)和配置的變化可在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行。例如，圖3示出根據(jù)替代的示例性實(shí)施例的防撞燈200。在示例性實(shí)施例中，該防撞燈200可具有安裝在相同平面內(nèi)的兩個(gè)同心的LED環(huán)。例如，圖3示出安裝在底部平臺(tái)50'上的兩個(gè)環(huán)。此外，圖3示出防撞燈200的中心部分包括反射器30'。在圖3的替代的示例性實(shí)施例中，兩個(gè)同心的LED環(huán)包括第一LED10'(外)環(huán)和第二LED20'(內(nèi))環(huán)。對(duì)于該替代的實(shí)施例來說，再次考慮這樣的例子，即防撞燈200被安裝在機(jī)身的底部或垂直穩(wěn)定器上(如圖5中的IOOA所示)。反射器30'的形狀可被優(yōu)化，以便使來自LED20'內(nèi)環(huán)的光改變方向，從而滿足FAR對(duì)在每個(gè)水平方向上的在飛機(jī)的水平面以上0-40度延伸的覆蓋范圍的規(guī)定。所述反射器30'可被設(shè)計(jì)用于使來自LED10'外環(huán)的光重新分布，以便在延伸直到并超過水平面以上75度的區(qū)域內(nèi)提供補(bǔ)充的覆蓋。圖3的替代的實(shí)施例可進(jìn)一步包括附著到頂部平臺(tái)40'和底部平臺(tái)50'上的(未示出的)透鏡，該透鏡繞所述燈200延伸。關(guān)于燈200的空氣動(dòng)力學(xué)，底部平臺(tái)50'的直徑可被設(shè)定為大約15英寸，同時(shí)透鏡被設(shè)定為相對(duì)于該底部平臺(tái)50'成大約30-45度的垂直角。在這種配置中，112個(gè)LED10'、20'可被實(shí)施以滿足FAR的規(guī)定。在圖3的實(shí)施例中，所述底部平臺(tái)50'可被配置為用于LED10'、20'的散熱裝置。在另一個(gè)實(shí)施例中，(未示出的)熱導(dǎo)管可被實(shí)施用于從底部平臺(tái)50'向頂部平臺(tái)40'傳遞熱量。同樣地，(未示出的)冷卻翼片也可被包括在頂部平臺(tái)40'中以便散熱和降低阻力。本發(fā)明還包括設(shè)計(jì)和操作的其它變化。在上述示例性實(shí)施例中，安裝在機(jī)身上的防撞燈的設(shè)計(jì)實(shí)際上是模塊化的，以便在燈的壽命范圍內(nèi)促進(jìn)實(shí)施多種設(shè)計(jì)變化以利用最新的技術(shù)。這些設(shè)計(jì)變化可包括、但不限于降低提供給LED的功率、降低LED的數(shù)目以及向更有效的和/或成本有效的類型的LED切換。模塊化設(shè)計(jì)將允許防撞燈在保持其形狀、裝配和功能的同時(shí)更新當(dāng)前在市場(chǎng)上可得到的技術(shù)。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，所述防撞燈可被配置用于僅僅通過每個(gè)LED在某一時(shí)間以旋轉(zhuǎn)的方式閃光的某些部分來降低峰值功耗。例如，每個(gè)環(huán)內(nèi)的LED的兩個(gè)相對(duì)的部分或子集可在特定時(shí)刻閃光。替代地，根據(jù)旋轉(zhuǎn)模式，可以只有LED的一部分或多于兩個(gè)部分在特定時(shí)刻閃光。在這種實(shí)施例中，每個(gè)閃光部分可被配置用于滿足FAR對(duì)其相應(yīng)的覆蓋范圍的要求，并且各部分之間的串?dāng)_可被保持在最小值以滿足某些察覺到的閃光速率要求。如何實(shí)施和配置控制電路(例如，如圖4A和4B中所示的73和173)以使上部和下部LED環(huán)以這種旋轉(zhuǎn)方式閃光，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將是容易顯而易見的。旋轉(zhuǎn)閃光可分別被實(shí)施用于圖1A和3中所示的防撞燈100、200的實(shí)施例。權(quán)利要求1、一種安裝在機(jī)身上的防撞燈(100，200)，包括底部(50)上的多個(gè)發(fā)光二極管(LED)(10，10′，20′)，該多個(gè)發(fā)光二極管以關(guān)于垂直軸對(duì)稱的方式被布置；和反射器(30，30′)，該反射器被配置用于使來自所述底部上的LED的光重新分布。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的防撞燈，其中，所述底部被配置為用于所述LED的散熱裝置。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的防撞燈(200)，其中，所述底部上的LED被布置為兩個(gè)同心的LED環(huán)，包括LED(20')內(nèi)環(huán)和LED(10')外環(huán)，并且所述反射器(30')被配置用于使來自所述LED內(nèi)環(huán)的光重新分布在覆蓋范圍內(nèi)，所述覆蓋范圍在底平面上方延伸，所述覆蓋范圍關(guān)于所述垂直軸基本上對(duì)稱，所述覆蓋范圍延伸至水平面以上基本上40度。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的防撞燈，其中，來自所述LED外環(huán)的光照射在所述底平面上方延伸的補(bǔ)充的覆蓋范圍，所述補(bǔ)充的覆蓋范圍關(guān)于所述垂直軸基本上對(duì)稱，并且所述補(bǔ)充的覆蓋范圍延伸至所述底平面以上基本上75度。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的防撞燈(IOO)，進(jìn)一步包括通過所述反射器可操作耦合至所述底部的頂部平臺(tái)(40);和布置在所述頂部平臺(tái)上的多個(gè)LED(20)，該多個(gè)LED相對(duì)于所述底部上的LED(10)被倒置，其中，所述底部上的LED被布置為第一LED環(huán)，并且所述頂部平臺(tái)上的LED被布置為第二LED環(huán)，并且所述反射器(30)包括分別被配置用于使來自所述第一和第二LED環(huán)的光重新分布的第一部分(30a)和第二部分(30b)。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的防撞燈，其中，所述反射器的第一部分被配置用于使來自所述第一LED環(huán)的光重新分布在覆蓋范圍內(nèi)，該覆蓋范圍在所述防撞燈的底平面以上從基本上O度延伸至40度；以及所述反射器的第二部分被配置用于使來自所述第二LED環(huán)的光重新分布在補(bǔ)充的覆蓋范圍內(nèi)，該補(bǔ)充的覆蓋范圍至少延伸直至所述底平面以上基本上75度。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的防撞燈，其中，所述LED被組合為串(75，75',175)，每個(gè)串包括電氣串聯(lián)的兩個(gè)或更多LED,并且所述防撞燈進(jìn)一步包括用于每個(gè)LED串的監(jiān)控電路(76，76')，所述監(jiān)控電路被配置用于監(jiān)控每個(gè)串中的LED的工作狀態(tài)，所述監(jiān)控電路可操作用于，如果任一串中的預(yù)定數(shù)目的LED失效，則關(guān)閉所述防撞燈。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的防撞燈，其中，每個(gè)監(jiān)控電路被配置用于，如果就相應(yīng)的串而言發(fā)生下列情況中的至少一種，則關(guān)閉所述防撞燈多于預(yù)定數(shù)目的所述底部上的LED失效；和多于預(yù)定數(shù)目的所述頂部平臺(tái)上的LED失效。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的防撞燈，其中，所述監(jiān)控電路包括被配置用于監(jiān)控給定串中的LED上的潛在壓降的LED檢測(cè)電路(761)，所述監(jiān)控電路可操作用于響應(yīng)于壓降來確定LED的失效，以及所述監(jiān)控電路響應(yīng)于LED失效來為給定串中的LED提供備用的電流路徑。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的防撞燈，其中，所述底部上的LED中的至少一部分是可見LED,該可見LED被配置用于以可見波長(zhǎng)發(fā)射光，所述防撞燈包括多個(gè)紅外(IR)LED,該多個(gè)紅外LED被配置用于基本上以紅外波長(zhǎng)發(fā)射光，以及所述防撞燈被配置用于可在下列工作模式之間切換可見模式，和IR模式。11、根據(jù)權(quán)利要求1所述的防撞燈，其中，所述LED被控制為在基本上23%的占空比時(shí)根據(jù)每分鐘基本上閃光46次的速率閃光。12、根據(jù)權(quán)利要求1所述的防撞燈，進(jìn)一步包括通過所述反射器(30)可操作耦合到所述底部上的頂部平臺(tái)(40);和透鏡(60)，該透鏡從所述底部以降低阻力系數(shù)的角度向所述頂部平臺(tái)突出。13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的防撞燈，其中，所述透鏡相對(duì)于所述底部的角度基本上位于35-40度的范圍內(nèi)。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的防撞燈，其中，所述頂部平臺(tái)包括冷卻翼片，該冷卻翼片被配置用于進(jìn)一步降低阻力系數(shù)。全文摘要一種用于飛機(jī)的使用發(fā)光二極管(LED)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的防撞燈(100，200)被固定到飛機(jī)的機(jī)身上。所述LED(10，10′，20，20′)可以以一個(gè)或多個(gè)同心的環(huán)來配置。所述防撞燈包括反射器(30，30′)，該反射器被配置用于使由所述環(huán)中的至少一個(gè)所發(fā)射的光改變方向，以便光圖案滿足預(yù)定的規(guī)定。文檔編號(hào)F21W101/06GK101133283SQ200580029892公開日2008年2月27日申請(qǐng)日期2005年7月6日優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日發(fā)明者J·M·辛杰,N·F·馬奇申請(qǐng)人:霍尼韋爾國際公司