Tại sao bây giờ đèn LED của tôi không bị cháy?

Tôi có một DVR ReplayTV 15 tuổi. Tôi đã sử dụng nó, tôi không chắc chắn khi nào, nhưng có lẽ khoảng một thập kỷ trước. Nó được bật gần như mọi lúc và nó có đèn LED nguồn màu xanh ở mặt trước.

Câu hỏi thường gặp về đèn LED cho biết nhiều đèn LED có tuổi thọ định mức 50.000 giờ, ngụ ý rằng nó chỉ tồn tại khoảng 5,5 năm khi được sử dụng 24x7. Ngôi nhà hiệu quả xanh cho biết rằng "một đèn LED riêng lẻ có thể tồn tại 100.000 giờ", do đó, nó có thể gập lại tới 11 năm.

Các trang web này dường như là về bóng đèn LED, không phải là đèn LED riêng lẻ được sử dụng làm chỉ báo trên các thiết bị điện tử.

Tại sao anh chàng nhỏ bé này có thể tiếp tục tỏa sáng liên tục trong một thời gian dài như vậy?

Được thiết kế, chế tạo và sử dụng đúng cách, đèn LED ngày nay có tuổi thọ cao và cơ chế hao mòn không phải là thảm họa trong tự nhiên, vì vậy thay vì sử dụng thống kê MTTF của đèn sợi đốt, tỷ lệ độ chói (70%) thường được sử dụng để xác định tuổi thọ - điều này không ' Điều đó có nghĩa là đèn LED bị cháy, điều đó có nghĩa là đèn tắt chỉ bằng 70% so với đèn mới. Bởi vì thay đổi là chậm, bạn thường không nhận thấy nó.

Đối với các ứng dụng ánh sáng trắng, điều này có ý nghĩa bởi vì sau một thời gian, ánh sáng hoạt động nhưng có thể quá mờ không hữu ích trong ứng dụng như đèn pin hoặc đèn đọc sách.

Đèn sợi đốt của FWIW có xu hướng tương tự như vậy, dây tóc sẽ từ từ bay hơi để lại một lớp phủ tối trên vỏ thủy tinh, làm mờ ánh sáng. Họ có thể bù lại một chút vì dây tóc phát sáng hơn một chút do điện trở tăng (cho đến khi nó bị đứt).

Dự đoán tốt nhất tôi có cho một tuổi thọ đèn LED chỉ báo là hơn 5.000.000 giờ.

Tôi không nghĩ ai sẽ ngạc nhiên nếu một bộ điều khiển vi mô kéo dài 10 - 15 năm. Nhiều khả năng người ta sẽ MỞ một người để kéo dài. Hãy suy nghĩ về việc có bao nhiêu mối nối pn có thể thất bại trong một vi điều khiển. Một đèn LED chỉ có một ngã ba pn. Một đèn LED chỉ báo sẽ tồn tại lâu hơn bất cứ ai có thể sống để tìm hiểu.

Đèn LED chỉ báo có thể sẽ không bao giờ thất bại trong cuộc sống của bạn. Thời gian sống trung bình của con người hiện nay là khoảng 78 năm hoặc 683.280 giờ. Đèn LED chỉ báo có thể kéo dài lâu hơn thế.

Việc cung cấp năng lượng (liên kết yếu nhất trong hầu hết các sản phẩm) cung cấp năng lượng cho đèn LED trong DVR đã kéo dài 15 năm (23.400 giờ).

Độ tin cậy không chỉ dựa vào đèn LED mà cả hệ thống đèn LED được sử dụng.

Đèn LED hiếm khi chết. Bóng đèn LED chết vì lái xe thất bại.
Đánh giá về tuổi thọ của đèn LED dựa trên bảo trì quang thông.

Một đặc điểm kỹ thuật phổ biến cho đèn LED chiếu sáng công suất cao là bảo trì 70% quang thông (nghĩa là đầu ra ở 70% cường độ cực đại) sau 50.000 giờ hoạt động.

Tiêu chuẩn công nghiệp đáng chú ý nhất là IES LM-80 (LM-80), theo phương pháp của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, một phương pháp được phê duyệt để đo khấu hao của các nguồn sáng, mảng và mô-đun trạng thái rắn (LED) Mỹ DOE).

Cuốn sách trắng Lumiled này trình bày chi tiết chủ đề:
Đánh giá hành vi trọn đời của hệ thống đèn LED

Tôi lấy biểu đồ ước tính 149.000 giờ của Lumileds (Hình 5) và ngoại suy nó thành 1.000.000 giờ. Hãy nhớ rằng đây là một đèn LED công suất cao được thử nghiệm ở nhiệt độ cao. Đèn LED chỉ báo kéo dài lâu hơn nhiều.

Nguyên tắc chung là tuổi thọ của chất bán dẫn giảm 50% cho mỗi lần tăng nhiệt độ 10 ° C. Trong thử nghiệm LM-80, nhiệt độ tiếp giáp trên 130 ° C được sử dụng (môi trường xung quanh 120 ° C được chỉ định). Và đèn LED chỉ báo chạy ở nhiệt độ phòng. Vì vậy, đối với điều đó tốt hơn 5 lần cho một chỉ số. Đây là nơi tôi có được dự đoán tốt nhất mà tôi có là 5.000.000 giờ.

Đó là cho đèn LED chiếu sáng. Đèn LED chỉ báo luôn được biết đến với độ tin cậy rất cao. AT & T là một trong những người đầu tiên nhìn thấy điều này.

AT & T đã tìm thấy đèn LED chỉ báo điện thoại của họ sẽ tồn tại đến 50 năm. Đó là 438.000 giờ. 50.000 giờ áp dụng cho công suất cao (nhiệt độ cao) giảm xuống 70%. Họ kéo dài hơn 50.000 trước khi thất bại. Lumileds đã thử nghiệm L70 đến 148.000 giờ với thử nghiệm 50.000. Nếu họ đi đến điểm không thể nhìn thấy nữa thì có khả năng là 500.000 đến 1.000.000 giờ. Xem hình 5 trong tờ giấy trắng của họ. Và đó là một Luxeon Rebel nhiệt độ cao năng lượng cao được thử nghiệm ở 85 ° C, 0,35A (Tjeft ≅98 ° C).

Những năm 1960, một đèn LED GaP 110v cổ xưa sẽ tồn tại hơn 438.000 giờ. (50 năm)

Vào cuối những năm 1960, Phòng thí nghiệm Bell của AT & T ngay lập tức nhận ra rằng có rất nhiều ứng dụng khả thi cho đèn LED. Đèn báo hiệu. đã trở nên hữu ích trong kinh doanh điện thoại. Tất cả các đèn như vậy được sử dụng tại thời điểm đó ở Hoa Kỳ hoạt động bằng cách sử dụng 110 V. Một ví dụ là điện thoại của Công chúa Vương, được sử dụng trong phòng ngủ - mặt số sáng lên khi điện thoại được nhấc lên khỏi giá đỡ. Công chúa hoàng tử là một điện thoại uy tín và là mốt mới nhất trong thập niên 1960 nhưng phải được lắp đặt gần ổ cắm 110 V. Một cuộc gọi dịch vụ cho công ty điện thoại địa phương là cần thiết nếu bóng đèn bị cháy. Nếu đèn LED thay thế bóng đèn 110 V, dòng điện thoại có thể cung cấp năng lượng cho đèn LED và ổ cắm 110 V sẽ không còn cần thiết nữa. Ngoài ra, đèn LED GaP có tuổi thọ dự kiến ​​trên 50 năm khi được sử dụng trong điện thoại,

Chất liệu LED tạo nên sự khác biệt.
Từ cuốn sách Điốt phát sáng của E. Fred Schubert

Độ tin cậy của các thiết bị AlGaAs được biết là thấp hơn so với các thiết bị AlGaInP không chứa bất kỳ AlGaAs nào. Các lớp AlGaAs có hàm lượng Al cao có thể bị oxy hóa và ăn mòn, do đó làm giảm tuổi thọ của thiết bị.

Nếu GaP 110 V kéo dài 50 năm thì đèn LED 2V sẽ tồn tại lâu hơn nhiều. Khi các đặc tính IV của LED đã được cải thiện, tuổi thọ cũng được cải thiện.

Giá trị thấp của [V _f ] luôn tương quan với độ tin cậy của thiết bị cao

Các trang web này dường như là về bóng đèn LED, không phải là đèn LED riêng lẻ được sử dụng làm chỉ báo trên các thiết bị điện tử.

Đây là bản chất của vấn đề.

Thành phần đầu tiên bị hỏng trong bóng đèn LED thường là nguồn điện, không phải là đèn LED. Sự thất bại của nguồn cung cấp năng lượng có thể gây ra lỗi cho đèn LED - bằng cách cung cấp quá nhiều năng lượng hoặc tạo ra nhiệt quá mức - nhưng bản thân đèn LED hiếm khi bị lỗi. Vì đèn LED chỉ báo không chứa nguồn điện riêng, chúng không bị ảnh hưởng bởi những vấn đề này. (Lỗi nguồn cung cấp điện trong thiết bị có đèn LED thường được quy cho chính thiết bị bị hỏng, không phải đèn LED!)

Ngoài ra, bóng đèn LED là một ứng dụng đòi hỏi khắt khe hơn nhiều so với đèn LED chỉ báo. Các đèn LED trong bóng đèn thường chạy gần với công suất thiết kế tối đa của chúng, ở nhiệt độ cao. Điều này khiến chúng bị lão hóa nhanh hơn đèn LED chỉ báo, thường chỉ chạy ở công suất cần thiết để làm cho nó sáng lên rõ rệt.

Đèn LED chỉ báo thường có tuổi thọ hữu ích được đo trong nhiều thập kỷ. Độ sáng của đèn LED có thể giảm nhẹ khi có tuổi, nhưng rất hiếm khi người ta "cháy".

Đèn LED chỉ báo hoàn toàn có thể không hoạt động ở công suất danh định.

Tuổi thọ của đèn LED thường được chỉ định ở công suất danh định. Vì đèn LED màu xanh là đèn chỉ báo khá khó chịu, chúng thường bị giảm độ sáng xuống ít gây khó chịu hơn (ví dụ, dòng điện quy định danh định là 20mA, dòng điện hoạt động thực tế trong một thiết bị cụ thể chỉ là 3mA). Điều này làm tăng tuổi thọ hữu ích của đèn LED.

Đó là ngoài các câu trả lời khác. Bây giờ đèn LED sẽ mờ hơn so với khi còn mới, nhưng nó vẫn hữu dụng như một đèn báo.

Xếp hạng chỉ là một MTBF (thời gian trung bình giữa thất bại)

LEDF

Đối với bất kỳ thành phần hoặc hệ thống nào, MTBF là thời gian trung bình giữa các lần hỏng. MTBF là thời gian trôi qua được dự đoán giữa các lỗi cố hữu của một bộ phận hoặc hệ thống trong quá trình vận hành.

MTBF là một con số được sử dụng trong các tính toán cho độ tin cậy của các thiết bị. Để có thể tính toán MTBF của thiết bị, cần phải biết MTBF của các thành phần riêng lẻ, ví dụ như LED MTBF trong trường hợp này.

Tỷ lệ thất bại cho một thành phần và MTBF được liên kết. MTBF có thể được tính là tỷ lệ nghịch của tỷ lệ thất bại nếu giả định rằng có tỷ lệ thất bại không đổi, điều này không hợp lý như giả định đơn hàng đầu tiên.

MTBF = Số giờ hoạt động / Số lần thất bại

Các số liệu của MTBF thường được trích dẫn trong bảng dữ liệu của nhà sản xuất. Tuy nhiên, MTBF có thể được giảm đáng kể bằng cách vận hành các thành phần gần với giới hạn định mức của chúng. Các môi trường thù địch như nhiệt độ cao và độ rung cũng làm giảm MTBF.

Tuy nhiên, khi chạy trong giới hạn của chúng, đèn LED có tuổi thọ cao và không thường xuyên bị hỏng.

Nguồn: https://www.radio-electronics.com/info/data/sfram/leds-light-emmit-diodes/lifespan-lifetime-recectancy-mtbf.php

Nếu không có dân số mẫu và thử nghiệm đèn LED cụ thể đó, sẽ không thể biết tuổi thọ của đèn LED đó là bao nhiêu. nhà sản xuất chỉ có thể đảm bảo thông qua những gì họ biết về đèn LED đó (có thể thông qua việc chạy nó qua nhiều tháng thử nghiệm, đo lường sự xuống cấp) và sau đó ngoại suy điều đó trong suốt cuộc đời. Sau đó, họ đảm bảo con số MTBF và nếu bạn nhận được một lô đèn LED trung bình, chúng sẽ kéo dài hơn x số giờ. Nhưng họ có thể kéo dài hơn, con số MTBF chỉ là một giới hạn thấp hơn.

Ước tính tuổi thọ của các linh kiện điện tử là một công việc khó khăn. Như mọi người có thể tưởng tượng, nhà sản xuất không thể đợi 50.000 giờ (hoặc khoảng 2.290.000.000 giờ cho máy thu tín hiệu, xem trang 7 của bài tiểu luận này ) để thu thập số liệu thống kê về lỗi thiết bị, thị trường không cho phép điều này. Tất cả các ước tính được thực hiện bằng cách sử dụng "mô hình tăng tốc" .

Ý tưởng là đặt một loạt thiết bị trong các điều kiện khắc nghiệt (điện áp, dòng điện, nhiệt độ, yếu tố môi trường) cho đến khi một số thiết bị không hoạt động trong thời gian thử nghiệm hợp lý (ngày hoặc giờ), giả sử không có sự thay đổi trong cơ chế hỏng hóc. Sau đó, bằng cách sử dụng một số mô hình lý thuyết về các cơ chế thất bại và các ĐÁNH GIÁ khác, tỷ lệ thất bại được ngoại suy cho các điều kiện hoạt động bình thường. Thông thường các mô hình lý thuyết thuộc loại hàm mũ, do đó, các lỗi nhỏ trong quá trình kiểm tra gia tốc có thể dẫn đến sự khác biệt lớn về ước tính cho các đuôi của các hàm số mũ này. Vì vậy, các mô hình thường ở một khía cạnh bảo thủ, để tránh các khoản nợ từ những thất bại sớm thảm khốc.

Ví dụ: nếu mô hình tăng tốc cho đèn LED bao gồm độ ẩm không khí và yếu tố gỉ / oxy hóa, nhưng đèn LED của bạn luôn ở trong điều kiện phòng khô và không khí khô, thì nó có thể tồn tại lâu hơn nhiều so với MTBF được chỉ định của nhà sản xuất.

Những thời gian được đánh giá cuộc sống và có thể rất bảo thủ. Vì vậy, nó có thể là hầu hết hoặc (trong trường hợp bạn may mắn) một số trong số họ có thể xử lý một yếu tố nhiều lần hơn, vì vậy 15 năm nghe có vẻ không hợp lý.

Nếu tuổi thọ được xếp hạng được bảo hành, hoặc thậm chí dựa vào, thì nhà sản xuất có thể bảo thủ và / hoặc tự giới hạn những gì nó biết là đúng, hơn là những gì nó mong đợi đến mức khó tin. Nó có thể phải tự bảo vệ mình trong một vụ kiện!

Đèn LED màu xanh không được phổ biến rộng rãi như đèn LED chỉ báo giá rẻ cho đến cuối những năm 1990. Vào năm 2010, một nhà sản xuất có thể đã không có nhiều hơn một thập kỷ kinh nghiệm về các thiết bị và do đó sẽ gặp rủi ro khi nói đến tuổi thọ hơn mười năm vì lý thuyết và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm "lão hóa nhanh" không thể thay thế trong hai thập kỷ sử dụng thực tế trong lĩnh vực này.

Có nhiều lý do để hy vọng rằng các ổ đĩa có thể tồn tại mười năm phục vụ, bóng đèn LED trên hai mươi, tấm pin mặt trời tốt hơn ba mươi. Nhưng kinh nghiệm có thể chiến thắng hy vọng, và hiện tại có những "ẩn số đã biết" liên quan đến đặc điểm lão hóa lâu dài của những sản phẩm như vậy mà chỉ có thời gian mới có thể biết được.

Đầu tiên như những người khác đã nói tuổi thọ của đèn LED là một chiếc MTBF, thứ hai, một số nhà sản xuất nhấp nháy ở tốc độ rất cao, vì vậy ánh sáng thực sự đã tắt rất nhiều thời gian, mắt bạn không thể đăng ký. Điều này thường được thực hiện để giảm mức tiêu thụ pin, nhưng tôi cho rằng cũng có thể được sử dụng để tăng tuổi thọ.

Họ chạy một loạt đèn LED trong 50.000 giờ và không ai trong số họ bị cháy. Vì vậy, họ nói trên gói "Đảm bảo ít nhất 50.000 giờ". Để đảm bảo đèn LED trong 20 năm sẽ yêu cầu họ chạy nó trong 20 năm để kiểm tra nó.

Ngoài ra, có khả năng xảy ra sự kiện bên ngoài, chẳng hạn như phóng tĩnh điện, gây ra lỗi LED. Xác suất khá nhỏ này ảnh hưởng đến xếp hạng 50.000 giờ so với 100.000 giờ.