¿Cómo fallan los LED?

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Estoy tratando de desarrollar un producto de muy alta confiabilidad, con un MTBF superior a 100,000 horas, con suerte en el rango de 250,000 horas. Sí, lo sé, estúpidamente alta confiabilidad, al menos 10 años.

La mayoría de los LED que he visto tienen una calificación de confiabilidad de solo 20,000 horas. ¿Qué pasa después de esto? ¿Reducen demasiado la producción? ¿Son utilizables como indicadores de potencia más allá de este punto?

led reliability failure

— Thomas O
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Asegúrese de que su sistema pueda soportar todo tipo de posibles fallas y transitorios de entrada, de lo contrario, preocuparse por MTBF para discretos y pasivos es una estupidez.

— Nick T

La versión más cara tiene protección de entrada transitoria de -40V a + 60V, la otra versión está clasificada para ir de -40V a + 24V.

— Thomas O

Las salidas de cortocircuito juntas, las salidas de cortocircuito a la batería / tierra, los picos inductivos en las líneas de alimentación, también acoplados a las líneas de señal, ESD en cada pin y más, son cosas que nuestros módulos terminados deben tomar sin efectos negativos según las normas SAE y los requisitos del cliente.

— Nick T

Cortocircuito salidas juntas: verificación - resistencias de 1 kohm en serie.

— Thomas O

Cortocircuito de salidas a batería / tierra: verificar - resistencias con los diodos de sujeción en los MCU.

— Thomas O

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Debo decir que siempre he sido muy escéptico sobre el significado de las cifras de MTBF. Los LED reducirán gradualmente el brillo con el tiempo, pero su vida útil será muchas veces mayor antes de que dejen de ser utilizables como indicador de encendido. Correr muy por debajo de la corriente especificada aumentará la vida útil muchas veces. ¿Y la falla de un LED de encendido se consideraría una falla del producto?

— mikeselectricstuff
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Hacemos lo mismo: manejamos los LED con menos de la mitad de la corriente especificada. Esto aumenta significativamente la vida útil de los LED en muchos años, antes de que el LED comience a reducir su brillo notable, y muchos años más antes de que el LED muera por completo.

— IntelliChick

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¿Sería sensato aumentar la corriente del LED una vez que el brillo comience a disminuir? ¿O eso acortaría la vida del LED más rápido? ¿La modulación de ancho de pulso frente a CC hará una diferencia en la vida útil?

— rwong

@ user1450 Si tiene una fuente de corriente fija que controla el LED, el brillo debe mantenerse bastante uniforme hasta la falla total (sin tener en cuenta cosas como la degradación del fósforo en los LED blancos). Sin embargo, la mayoría de los LED en este mundo se accionan desde una fuente de voltaje a través de una resistencia, que es la forma más barata posible y suficiente para casi todas las aplicaciones. Agregar circuitos adicionales para dar cuenta del envejecimiento del LED no tendría sentido en la gran mayoría de estos casos.

— Nick T

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Creo que está completamente condenado a tratar de llegar a MTBF de 250000 horas en cualquier producto útilmente complejo, pero luego no ha dicho qué es, por lo que podría ser muy simple.

Los LED tienden a envejecer más rápido si están más calientes / activados a corrientes más altas, y el mecanismo de falla es diferente para los LED blancos (que son fluorescentes) y los LED de color natural. Pero, en general, se atenúan a medida que envejecen.

Esperaría que tuvieras una vida útil muy larga si subestimas significativamente los LED (los colores modernos tradicionales (rojo, etc.)) son increíblemente brillantes y tienden a necesitar muy poca corriente para actuar como un indicador útil, y si No era demasiado quisquilloso con la salida específica que podría jugar más rápido y más flojo sobre la condición de falla.

Pero si intentara hacer un producto increíblemente confiable, una forma de hacerlo es prescindir de todos los componentes que pueda. Espero que el LED de encendido no logre hacer el corte en ese sentido.

Actualización: Bueno, claramente sé aún menos sobre confiabilidad de lo que pensé que sabía: parece que muchas unidades de disco reclaman MTBF por más de 250k horas, ¡así que buena suerte con su producto!

Bueno, me gustaría la mayor confiabilidad posible porque odio los productos poco confiables, he tenido muchos y no creo que sea demasiado difícil alcanzar una confiabilidad tan alta.

— Thomas O

Es un diseño de estado completamente sólido y todos los componentes tienen una clasificación de 1.5x a 2x cuando es necesario.

— Thomas O

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¿Tiene software en él? Estás totalmente manguera entonces.

— Nick T

Sí, pero los micros tienen una retención de flash de 40 años.

— Thomas O

@Thomas: Flash es hardware. Estoy hablando de cómo probarías que el software nunca fallará.

— Nick T

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MTBF se basa en el tiempo de ejecución real. Entonces, con un objetivo de 250,000 horas, espera que su producto pueda funcionar 24/7/365 durante casi 30 años.

Un MTBF de 20,000 le brinda un poco más de 2.25 años de tiempo de funcionamiento constante a la potencia máxima recomendada. Esta vez es bastante bueno para la mayoría de los productos comerciales en este momento. Si su LED está encendido durante 8 horas al día, está viendo una vida de casi 7 años. Ahora, si disminuye la potencia que está poniendo en el LED, incluso puede extender esta vida más.

Ahora, dicho todo esto, si se trata solo de un indicador de encendido, no lo cambiará con frecuencia, por lo que desgastará menos el dispositivo.

Sé que no he respondido directamente a su pregunta, pero espero que comience a darse cuenta de que MTBF no es algo de lo que deba preocuparse demasiado. Me doy cuenta de que desea que su dispositivo dure un tiempo, lo cual es algo bueno, pero probablemente encontrará que si siempre va con los artículos de mayor duración, generalmente serán más caros, lo que hará que su producto se infle en precio, lo que provocará Muy pocos que quieran comprarlo. ¿De qué sirve un dispositivo que dura 30 años si nadie lo compra?

— Kellenjb
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MTBF garantiza que se cumplan las pautas de reducción razonables. Nada mas. Un MTBF de 250k horas no significa que una sola pieza del equipo durará 30 años. Es posible obtener ese tipo de MTBF en equipos que usan condensadores electrolíticos, que casi con seguridad se secarán en mucho menos tiempo que eso.

Conduzca el LED con la cantidad mínima de corriente que proporciona una cantidad útil de 'señal' (es decir, se puede ver en cualquier condición que considere importante). El fabricante del LED debe tener información de la hoja de datos sobre la corriente de funcionamiento / aumento de temperatura / temperatura ambiente, para que pueda juzgue cuán 'difícil' lo está manejando y tome su propia decisión sobre la confiabilidad.

— Adam Lawrence
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