Как светодиоды выходят из строя?

9

Я пытаюсь разработать продукт с очень высокой надежностью, с MTBF, превышающим 100 000 часов, надеюсь, в диапазоне 250 000 часов. Да я знаю - тупо высокая надежность, минимум 10 лет.

Большинство светодиодов, которые я видел, имеют рейтинг надежности всего 20 000 часов. Что происходит после этого? Они слишком сильно снижают производительность? Их можно использовать в качестве индикаторов мощности после этой точки?

Томас О
источник
1
Убедитесь, что ваша система может противостоять всевозможным возможным сбоям и входным переходным процессам, в противном случае забота о MTBF для дискретных данных и пассивов является ложной.
Ник Т
Более дорогая версия имеет входную защиту от переходных процессов от -40 В до + 60 В, другая версия рассчитана на работу от -40 В до + 24 В.
Томас О
Замыкание выходов вместе, замыкание выходов на батарею / землю, индуктивные пики на линиях электропередачи, также связанные с сигнальными линиями, ESD на каждом выводе и многое другое - все это наши готовые модули должны безболезненно выполнять в соответствии со стандартами SAE и требованиями заказчика.
Ник Т
Замыкание выходов вместе: проверка - резисторы по 1 кОм последовательно.
Томас О
Замыкание выходов на батарею / массу: проверьте - резисторы с зажимными диодами в микроконтроллерах.
Томас О

Ответы:

9

Должен сказать, что я всегда скептически относился к значимости показателей MTBF. Светодиоды будут постепенно снижать яркость с течением времени, но это будет во много раз превышать их заявленный срок службы, прежде чем они перестанут использоваться в качестве индикатора питания. Работа при значительном снижении тока спецификации увеличит срок службы во много раз. И будет ли отказ светодиода при включении считаться отказом продукта?

mikeselectricstuff
источник
1
Мы делаем то же самое - приводим светодиоды меньше половины указанного тока. Это значительно увеличивает срок службы светодиодов на много лет, прежде чем светодиод начнет уменьшаться при заметной яркости, и еще много лет, прежде чем светодиод полностью погаснет.
IntelliChick
1
Было бы разумно увеличить ток светодиода, когда яркость начинает уменьшаться? Или это сократит жизнь светодиода быстрее? Будет ли широтно-импульсная модуляция относительно постоянного тока иметь значение в жизни?
Ронг
@ user1450 Если у вас есть постоянный источник тока, управляющий светодиодом, яркость должна оставаться равномерной до полного отказа (не считая таких вещей, как ухудшение люминофора в белых светодиодах). Большинство светодиодов в этом мире, вероятно, работают от источника напряжения через резистор, однако это самый дешевый способ, который можно использовать практически во всех случаях. Добавление дополнительных схем для учета старения светодиода не имеет смысла в подавляющем большинстве этих случаев.
Ник Т
5

Я думаю, что вы совершенно обречены, пытаясь достичь MTBF 250000 часов на любом полезно сложном продукте, но тогда вы еще не сказали, что это такое, так что это может быть очень просто.

Светодиоды имеют тенденцию стареть быстрее, если они нагреваются / возбуждаются при более высоких токах, и механизм отказа отличается для белых светодиодов (которые являются флуоресцентными) и светодиодов естественного цвета. Но обычно они тускнеют с возрастом.

Я ожидал бы, что вы получите очень долгий срок службы, если вы будете значительно недооценивать светодиоды (современные традиционные цвета (красные и т. Д.)), Они невероятно яркие и имеют тенденцию к очень малому току, чтобы действовать как полезный индикатор, и если вы не слишком суетливо относились к конкретному выводу, который вы могли бы проигрывать быстрее и слабее относительно состояния сбоя.

Но если бы я пытался сделать фантастически надежный продукт, один из способов сделать это - отказаться от абсолютно всех компонентов, которые я мог бы. Я ожидаю, что светодиод включения не сможет сделать это в этом отношении.

Обновление: Ну, ясно, что я знаю о надежности даже меньше, чем я думал - кажется, что многие дисковые накопители требуют MTBF более 250 тысяч часов - так что удачи с вашим продуктом!


источник
Ну, я бы хотел максимально возможную надежность, потому что я ненавижу ненадежные продукты, у меня их было так много, и я не думаю, что будет слишком сложно достичь такой высокой надежности.
Томас О
Это полностью твердотельная конструкция, и все компоненты рассчитаны от 1,5x до 2x, где это необходимо.
Томас О
1
Есть ли в нем программное обеспечение? Тебя тогда совершенно не было
Ник Т
Да, но у микроскопов есть вспышка, удерживающая 40 лет.
Томас О
@Thomas - Flash - это аппаратное обеспечение. Я говорю о том, как вы докажете, что программное обеспечение никогда не подведет.
Ник Т
3

MTBF основывается на фактическом времени выполнения. Таким образом, при расчете 250 000 часов вы надеетесь, что ваш продукт сможет работать 24/7/365 в течение почти 30 лет.

MTBF 20000 дает вам более 2,25 лет постоянного времени работы при рекомендуемой максимальной мощности. Это время довольно хорошо для большинства коммерческих продуктов прямо сейчас. Если ваш светодиод включен 8 часов в день, вы смотрите на жизнь почти 7 лет. Теперь, если вы уменьшите мощность, которую вы вкладываете в светодиод, вы можете даже продлить этот срок жизни.

После всего сказанного, если это просто индикатор питания, вы не будете часто его переключать, чтобы уменьшить износ устройства.

Я знаю, что не ответил прямо на ваш вопрос, но я надеюсь, что вы начинаете понимать, что MTBF - это не то, о чем вам следует слишком беспокоиться. Я понимаю, что вы хотите, чтобы ваше устройство прослужило какое-то время, и это хорошо, но вы, вероятно, обнаружите, что если вы всегда используете самые дорогие вещи, они, как правило, будут дороже, что приведет к завышению цены вашего продукта, что приведет к очень немногие хотят его купить. Что хорошего в устройстве, которое работает 30 лет, если его никто не покупает?

Kellenjb
источник
1

MTBF является гарантией того, что разумные рекомендации по снижению номинальных показателей выполнены. Ничего больше. MTBF 250 тыс. Часов не означает, что какое-либо оборудование будет работать 30 лет. Можно получить такой MTBF на оборудовании, которое использует электролитические конденсаторы, которые почти наверняка высохнут за гораздо меньшее время.

Управляйте светодиодом с минимальной силой тока, которая обеспечивает полезное количество «сигнала» (т.е. его можно просматривать при любых условиях, которые вы считаете важными). У производителя светодиодов должна быть информация в техническом паспорте о рабочем токе / повышении температуры / температуре окружающей среды, чтобы вы могли судите, как тяжело вы ведете машину, и примите решение о надежности.

Адам Лоуренс
источник