Come falliscono i LED?

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Sto cercando di sviluppare un prodotto ad altissima affidabilità, con un MTBF superiore a 100.000 ore, si spera nella gamma di 250.000 ore. Sì, lo so - affidabilità incredibilmente alta, almeno 10 anni.

La maggior parte dei LED che ho visto hanno un indice di affidabilità di sole 20.000 ore. Cosa succede dopo questo? Riducono troppo l'output? Sono utilizzabili come indicatori di potenza oltre questo punto?

led reliability failure

— Thomas O
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Assicurati che il tuo sistema sia in grado di resistere a tutti i tipi di possibili guasti e transitori di input, altrimenti preoccuparti di MTBF per i discreti e i passivi è insensato.

— Nick T,

La versione più costosa ha una protezione temporanea in ingresso da -40 V a + 60 V, l'altra versione è classificata per passare da -40 V a + 24 V.

— Thomas O

Cortocircuito delle uscite insieme, cortocircuito delle uscite verso la batteria / terra, picchi induttivi sulle linee elettriche, anche accoppiato a linee di segnale, ESD su ogni pin e altro sono tutte cose che i nostri moduli finiti devono prendere senza effetti negativi secondo gli standard SAE e le esigenze dei clienti.

— Nick T,

Cortocircuito delle uscite insieme: controllo - resistori da 1 kohm in serie.

— Thomas O

Cortocircuito delle uscite verso batteria / terra: controllare - resistori con i diodi di serraggio nell'MCU.

— Thomas O

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Devo dire che sono sempre stato molto scettico sulla significatività delle figure di MTBF. I LED ridurranno gradualmente la luminosità nel tempo, ma saranno molte volte la loro vita dichiarata prima che cessino di essere utilizzabili come indicatore di potenza. Correndo ben al di sotto della corrente specifica aumenterà la durata della vita di molti volte. E il fallimento di un LED di accensione verrebbe considerato come un guasto del prodotto?

— mikeselectricstuff
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Facciamo lo stesso: pilotiamo i LED con meno della metà della corrente specificata. Ciò aumenta significativamente la durata dei LED di molti anni, prima che il LED inizi a ridursi in luminosità evidente e molti altri anni prima che il LED muoia completamente.

— IntelliChick,

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Sarebbe sensato aumentare la corrente del LED una volta che la luminosità inizia a diminuire? O ciò accorcerebbe la vita del LED più velocemente? La modulazione della larghezza di impulso rispetto a CC farà la differenza nella vita?

— rwong

@ user1450 Se si dispone di una sorgente di corrente fissa che guida il LED, la luminosità dovrebbe rimanere discreta fino al fallimento totale (non tenendo conto di cose come il degrado del fosforo nei LED bianchi). La maggior parte dei LED in questo mondo sono probabilmente pilotati da una fonte di tensione attraverso un resistore, che è il modo più economico possibile e sufficiente per quasi ogni applicazione. L'aggiunta di circuiti aggiuntivi per tenere conto dell'invecchiamento del LED non avrebbe senso nella stragrande maggioranza di questi casi.

— Nick T,

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Penso che tu sia completamente condannato cercando di arrivare a MTBF di 250000 ore su qualsiasi prodotto utilmente complesso, ma poi non hai detto di cosa si tratta, quindi potrebbe essere molto semplice.

I LED tendono a invecchiare più velocemente se sono più caldi / guidati a correnti più elevate e il meccanismo di guasto è diverso per i LED bianchi (che sono fluorescenti) e i LED di colore naturale. Ma generalmente diventano più deboli mentre invecchiano.

Mi aspetto che otterresti una durata molto lunga se hai guidato in modo significativo i LED (moderni colori tradizionali (rosso, ecc.)) Sono incredibilmente luminosi e tendono a richiedere pochissima corrente per fungere da indicatore utile, e se tu non sei stato troppo esigente riguardo all'output specifico che potresti giocare più velocemente e più liberamente sulla condizione di errore.

Ma se stessi cercando di realizzare un prodotto straordinariamente affidabile, un modo per farlo è quello di rinunciare a qualsiasi componente possibile. Mi aspetto che il LED di accensione non riesca a tagliare in tal senso.

Aggiornamento: Beh, chiaramente so anche meno dell'affidabilità di quanto pensassi di fare - sembra che molti disk drive sostengano gli MTBF per oltre 250k ore - quindi buona fortuna con il tuo prodotto!

Bene, vorrei la massima affidabilità possibile perché odio i prodotti inaffidabili, ne ho avuti così tanti e non penso che sarà troppo difficile raggiungere un'affidabilità così elevata.

— Thomas O

È un design allo stato solido e tutti i componenti sono classificati da 1,5x a 2x ove necessario.

— Thomas O

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Ha del software? Allora sei totalmente incantato.

— Nick T,

Sì, ma i micro hanno una conservazione del flash di 40 anni.

— Thomas O,

@Thomas - Flash è hardware. Sto parlando di come dimostreresti che il software non fallirà mai.

— Nick T,

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MTBF si basa sul tempo di esecuzione effettivo. Quindi, con un obiettivo di 250.000 ore, speri che il tuo prodotto possa funzionare 24/7/365 per quasi 30 anni.

Un MTBF di 20.000 offre poco più di 2,25 anni di autonomia costante alla massima potenza consigliata. Questa volta è abbastanza buono per la maggior parte dei prodotti commerciali in questo momento. Se il tuo LED è acceso per 8 ore al giorno, stai osservando una vita di quasi 7 anni. Ora, se diminuisci la potenza che metti nel LED, puoi persino prolungare questa vita più a lungo.

Ora, con tutto ciò detto, se si tratta solo di un indicatore di alimentazione, non lo commuterai spesso in modo da ridurre l'usura del dispositivo.

So di non aver risposto direttamente alla tua domanda, ma spero che tu stia iniziando a capire che MTBF non è qualcosa di cui dovresti preoccuparti troppo. Mi rendo conto che vuoi che il tuo dispositivo duri a lungo, il che è una buona cosa, ma probabilmente scoprirai che se vai sempre con gli articoli con la vita più alta, saranno generalmente più costosi, il che causerà un aumento del prezzo del tuo prodotto, con conseguente pochissimi vogliono comprarlo. A che serve un dispositivo che dura per 30 anni se nessuno lo acquista?

— Kellenjb
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MTBF garantisce che sono soddisfatte le linee guida di derating ragionevoli. Niente di più. Un MTBF di 250k ore non significa che ogni singolo pezzo di attrezzatura durerà 30 anni. È possibile ottenere quel tipo di MTBF su apparecchiature che utilizzano condensatori elettrolitici, che quasi sicuramente si asciugheranno in molto meno tempo.

Guidare il LED con la quantità minima di corrente che fornisce una quantità utile di "segnale" (cioè è visualizzabile in qualsiasi condizione riteniate importante.) Il produttore del LED dovrebbe avere le informazioni del foglio dati sulla corrente di funzionamento / aumento di temperatura / temperatura ambiente, in modo da poter giudica quanto "duro" lo stai guidando e prendi la tua decisione sull'affidabilità.

— Adam Lawrence
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