在户外使用的电工电子产品,比如太阳能板、汽车电子、通信基站、户外灯具、交通信号设备等,每天都在经历“太阳的暴击”——强烈的阳光、紫外线、高温与热循环的共同作用。长期暴露在这种环境下,材料会老化、变色、开裂,性能下降,甚至失效。
如何确保产品在“烈日”下依然可靠?国际电工委员会(IEC)为此制定了权威标准:IEC 60068-2-5:2018
今天,我们就带你深入解读这一标准,揭秘“太阳辐射试验”到底测什么、怎么测、为什么重要。
一、什么是太阳辐射
太阳辐射试验(Solar Radiation Test),也称“日照试验”或“阳光辐射试验”,是模拟产品在户外暴露于太阳光(尤其是紫外线和红外线)下的环境影响,评估其耐候性、抗老化能力和材料稳定性的一种环境可靠性试验。 IEC 60068-2-5:2018 是目前国际通用的指导标准,为太阳辐射试验提供了试验方法、设备要求、暴露条件和评估准则的系统性指导。
二、测试项目
太阳辐射试验主要评估以下几方面影响:
• 材料老化:塑料、橡胶、涂层、密封件等是否变色、粉化、龟裂、脆化。
• 光学性能变化:如太阳能板透光率下降、反光材料效率降低。
• 机械性能退化:材料强度、韧性、粘接性能是否下降。
• 电气性能影响:高温和紫外线是否导致绝缘性能下降或电路故障。
• 热效应:太阳辐射引起的温升及热循环对产品结构的影响。
三、关键要求
该标准于2018年发布,取代了旧版(2006),主要更新了光谱能量分布和辐照度要求,更贴近真实太阳光。
1.光谱要求
试验光源的光谱能量分布应尽可能接近大气质量AM 1.5的太阳光谱(即地面接收到的标准太阳光谱),尤其是在290 nm 至 2500 nm波长范围内。
• 关键波段:
紫外线(UV):290–400 nm(导致材料老化)
可见光:400–700 nm
红外线(IR):700–2500 nm(导致温升)
2. 辐照度
标准推荐两种典型辐照度等级:
• 550 W/m²:适用于温和气候条件
• 1120 W/m²:接近地表最大太阳辐射,适用于严酷环境(如沙漠、高原)
通常试验采用 1120 W/m² ±10%,其中:
• UV部分(290–400 nm):≥ 27 W/m²
• 总辐照度:1120 W/m²
3. 试验周期
• 光照周期:通常为连续光照或光照/黑暗循环(如 24小时光照,或12小时光照+12小时黑暗)。
• 温度控制:光照期间,黑板温度或舱内温度需控制在规定范围(如55°C ±3°C),模拟实际热积累。
• 湿度(可选):部分试验可加入湿度控制,模拟潮湿环境。
4. 试验持续时间
根据产品应用场景,试验时间可设定为:
• 168小时(7天)
• 500小时
• 1000小时 或更长
四、试验过程
预处理
样品在标准大气条件下(23°C ±2°C,50% RH)放置至少4小时,记录初始状态(外观、性能参数)。
安装与曝光
将样品放入氙灯老化试验箱或碳弧灯试验箱(氙灯更接近太阳光谱),确保样品表面正对光源,距离一致,避免遮挡。
运行试验
启动设备,设定辐照度、温度、时间等参数,持续监控并记录数据。期间可进行中间检测。
最终检测
试验结束后,将样品恢复至标准大气条件,检查:
• 外观变化(变色、起泡、裂纹等)
• 尺寸变化 • 功能性能(电气、机械等)
• 与初始状态对比,判定是否合格。