지금까지 왜 LED가 소진되지 않았습니까?

15 살짜리 ReplayTV DVR이 있습니다. 나는 그것을 사용했다, 나는 확실하지 않지만 아마 약 10 년 전에. 거의 항상 켜져 있으며 전면에 파란색 전원 LED가 있습니다.

LED 질문은 많은 LED가 연중 무휴 24 시간을 사용하는 경우는 약 5.5 년 마지막으로해야한다는 것을 의미 50,000시간의 정격 수명을 가지고 있다고 말한다. Green Efficient Homes에 따르면 "개별 LED는 10 만 시간 정도 지속될 수있다"고 말하면서 최대 11 년이 걸린다.

이 사이트는 전자 장치의 표시기로 사용되는 개별 LED가 아닌 LED 전구에 관한 것 같습니다.

이 작은 사람이 왜 오랫동안 계속 빛을 발할 수 있었습니까?

올바르게 설계, 제작 및 사용되는 오늘날의 LED는 수명이 매우 길고 마모 메커니즘은 본질적으로 치명적이지 않으므로 백열 램프 MTTF 통계 대신 광도 백분율 (70 %)이 수명을 정의하는 데 종종 사용됩니다. t는 LED가 타 버렸다는 것을 의미합니다. 즉, 소등 된 상태는 새 제품에 비해 70 %에 불과합니다. 변경이 느리기 때문에 일반적으로 눈치 채지 못합니다.

백색광 애플리케이션의 경우 일정 시간이 지나면 조명이 작동하지만 손전등이나 독서 램프와 같은 애플리케이션에 유용하지 않을 수 있기 때문에 이치에 맞습니다.

FWIW 백열 램프는 필라멘트가 천천히 증발하여 유리 껍질에 어두운 코팅을 남기고 빛을 어둡게하는 경향이 있습니다. 필라멘트의 저항이 높아져서 부러 질 때까지 필라멘트가 약간 밝게 빛나기 때문에 약간 보상 할 수 있습니다.

표시기 LED 수명에 대한 최고의 추측은 5,000,000 시간 이상입니다.

마이크로 컨트롤러가 10-15 년 동안 지속된다면 아무도 놀라지 않을 것이라고 생각합니다. 아마도 오래 지속될 것으로 예상됩니다. 마이크로 컨트롤러에서 몇 개의 pn 접합이 실패 할 수 있는지 생각해보십시오. LED에는 하나의 pn 접합 만 있습니다. 표시기 LED는 누구나 찾을 수있는 수명보다 오래 지속됩니다.

인디케이터 LED는 평생 실패하지 않을 것입니다. 평균 인간 생활 시간은 현재 약 78 년 또는 683,280 시간입니다. 표시기 LED는 그보다 오래 지속될 수 있습니다.

DVR의 LED에 전원을 공급하는 전원 공급 장치 (대부분의 제품에서 가장 약한 링크)는 15 년 (23,400 시간) 동안 지속되었습니다.

신뢰성은 LED뿐만 아니라 LED가 사용되는 시스템을 기반으로합니다.

LED는 거의 죽지 않습니다. 드라이버 고장으로 LED 전구가 작동하지 않습니다.
LED 수명의 정격은 루멘 유지 보수를 기준으로합니다.

고전력 조명 LED의 일반적인 사양은 50,000 시간 작동 후 70 % 루멘 유지 보수 (즉, 최대 강도의 70 %에서 출력)입니다.

가장 주목할만한 산업 표준은 IES LM-80 (LM-80)이며, 이는 미국 에너지 부에 따르면 "고체 (LED) 광원, 어레이 및 모듈의 루멘 감가 상각을 측정하는 승인 된 방법"( 미국 교육청).

이 Lumiled 백서는이 주제에 대해 자세히 설명합니다.
LED 시스템의 수명 동작 평가

나는 149,000 시간의 추정 그래프 (그림 5)를 Lumileds에 가져다가 1,000,000 시간으로 추정했습니다. 이것은 고온에서 테스트 된 고전력 LED입니다. 표시기 LED가 훨씬 더 오래 지속됩니다.

일반적으로 반도체의 수명은 온도가 10 ° C 상승 할 때마다 50 % 감소합니다. LM-80 테스트에서는 130 ° C 이상의 접합 온도가 사용됩니다 (120 ° C 주변 온도가 지정됨). 그리고 표시기 LED는 실온에서 작동합니다. 따라서 지표의 경우 5 배 이상 길어집니다. 내가 가진 최고의 추측을 얻을 수있는 곳은 5,000,000 시간입니다.

LED 조명용입니다. 표시기 LED는 항상 매우 높은 신뢰도로 알려져 있습니다. AT & T는 이것을 처음 보았습니다.

AT & T는 전화 표시기 LED가 최대 50 년 동안 지속될 수 있음을 발견했습니다. 438,000 시간입니다. 50,000 시간은 70 %로 떨어지는 고전력 (고온)에 적용됩니다. 그들은 실패하기 전에 50,000보다 오래 지속됩니다. Lumileds는 50,000 테스트로 L70에서 148,000 시간을 테스트했습니다. 더 이상 볼 수없는 지점으로 가면 500,000 ~ 1,000,000 시간이 될 것입니다. 백서의 그림 5를 참조하십시오. 그리고 85 ° C, 0.35A (Tjunction ≅98 ° C)에서 테스트 된 고출력 고온 Luxeon Rebel이었습니다.

1960 년대에는 구식 110V GaP LED가 438,000 시간 이상 지속될 것입니다. (50 년)

1960 년대 말 AT & T Bell Laboratories는 즉시 LED에 적용 할 수있는 많은 응용 프로그램이 있음을 깨달았습니다. 표시 등. 전화 사업에 유용하게되었습니다. 당시 미국에서 사용 된 모든 조명은 110V를 사용하여 작동했습니다. 예를 들어 침실에서 사용하기위한 "공주"전화기가 있습니다. 전화를 거치대에서 들어올 때 다이얼이 켜집니다. "공주"는 1960 년대의 명망있는 전화이자 최신 유행 이었으나 110V 콘센트 근처에 설치해야했습니다. 전구가 타 버린 경우 현지 전화 회사에 서비스를 요청해야합니다. LED가 110V 전구를 교체하는 경우 전화선이 LED에 전원을 공급할 수 있으며 110V 콘센트가 더 이상 필요하지 않습니다. 또한 GaP LED는 전화에 사용될 때 예상 수명이 50 년을 초과했습니다.

LED 소재가 차이를 만듭니다.
E. Fred Schubert의 발광 다이오드 책에서

AlGaAs 장치의 신뢰성은 AlGaAs를 포함하지 않는 AlGaInP 장치의 안정성보다 낮은 것으로 알려져 있습니다. Al 함량이 높은 AlGaAs 층은 산화 및 부식의 영향을 받아 장치 수명이 단축됩니다.

110V GaP가 50 년 동안 지속되면 2V LED가 훨씬 더 오래 지속됩니다. LED의 IV 특성이 향상됨에 따라 수명도 향상되었습니다.

낮은 값의 [V _f ]는 높은 장치 신뢰성과 일관되게 상관됩니다.

이 사이트는 전자 장치의 표시기로 사용되는 개별 LED가 아닌 LED 전구에 관한 것 같습니다.

이것이 문제의 핵심입니다.

LED 전구에서 실패하는 첫 번째 구성 요소는 일반적으로 LED 자체가 아니라 전원 공급 장치입니다. 전원 공급 장치 의 고장은 너무 많은 전력을 공급하거나 과도한 열을 발생시켜 LED 고장을 유발할 수 있지만 LED 자체에는 거의 결함이 없습니다. 표시기 LED에는 자체 전원 공급 장치가 포함되어 있지 않으므로 이러한 문제의 영향을받지 않습니다. (LED가 포함 된 장치의 전원 공급 장치 고장은 일반적으로 LED가 아닌 장치 자체 고장으로 인한 것입니다!)

또한 LED 전구는 표시기 LED보다 훨씬 까다로운 응용 분야입니다. 전구의 LED는 종종 고온에서 최대 설계 전력에 가깝게 실행됩니다. 이로 인해 표시기 LED보다 더 빨리 노화됩니다.이 LED는 일반적으로 눈에 띄게 점등되는 데 필요한 전력으로 만 작동합니다.

표시기 LED는 일반적으로 수십 년 동안 유용한 수명을 측정합니다. LED의 밝기는 시간이 지남에 따라 약간 감소 할 수 있지만 "번 아웃"하는 경우는 드 rare니다.

표시기 LED는 공칭 전력에서 작동하지 않을 수 있습니다.

LED의 수명은 일반적으로 공칭 전력으로 지정됩니다. 청색 LED는 상당히 성가신 표시등이므로, 성가신 지정 전류는 20mA, 특정 장치의 실제 작동 전류는 3mA에 불과합니다. 이것은 LED의 유효 수명을 크게 증가시킵니다.

그것은 다른 답변 에 추가 됩니다. LED는 새로운 때보 다 지금은 어두워 지지만 여전히 표시등으로 유용합니다.

정격은 MTBF (평균 고장 간격)입니다.

LED MTBF

모든 구성 요소 또는 시스템의 경우 MTBF는 평균 고장 간격입니다. MTBF는 작동 중 구성 요소 또는 시스템의 고유 장애간에 예상되는 경과 시간입니다.

MTBF는 장비 품목의 신뢰성을 계산하는 데 사용되는 수치입니다. 장비의 MTBF를 계산하려면 개별 구성 요소의 MTBF, 예를 들어 LED MTBF를 알아야합니다.

구성 요소의 고장률과 MTBF가 연결됩니다. MTBF는 일정한 고장률이 있다고 가정 할 경우 고장률의 역수로 계산할 수 있으며, 이는 1 차 가정으로 부당하지 않습니다.

MTBF = 작동 시간 / 실패 수

MTBF 수치는 종종 제조업체 데이터 시트에 인용되어 있습니다. 그러나 MTBF는 정격 한계에 가까운 구성 요소를 작동시켜 크게 줄일 수 있습니다. 고온 및 진동과 같은 적대적인 환경도 MTBF를 줄입니다.

그러나 한계 내에서 작동하면 LED 램프의 수명이 길고 자주 고장 나지 않습니다.

출처 : https://www.radio-electronics.com/info/data/semicond/leds-light-mission-diodes/lifespan-lifetime-expectancy-mtbf.php

샘플 모집단과 특정 LED를 테스트하지 않으면 해당 LED의 수명이 무엇인지 알 수 없습니다. 제조업체는 LED에 대해 알고있는 정보 (아마도 수개월에 걸친 테스트, 열화 측정)를 통해 수명이 다할 때까지이를 추정 할 수 있습니다. 그런 다음 MTBF 수치를 보장하고 평균 LED 배치를 얻는다면 x 시간 이상 지속됩니다. 그러나 MTBF 수치는 더 낮은 수준 일뿐입니다.

전자 부품의 기대 수명 추정은 까다로운 사업입니다. 상상할 수 있듯이 제조업체는 장치 고장 통계를 수집하기 위해 50,000 시간 (또는 RS232 수신기의 경우 2,290,000,000 시간, 이 에세이 7 페이지 참조 )을 기다릴 수 없으므로 시장에서는이를 허용하지 않습니다. 모든 추정은 "가속 모델"을 사용하여 수행됩니다 .

아이디어는 고장 메커니즘의 전환이 없다고 가정하고 일부 장치가 적절한 테스트 시간 (일 또는 시간)에 실패 할 때까지 극한 조건 (전압, 전류, 온도, 환경 요인)에서 장치 배치를 설정하는 것입니다. 그런 다음 몇 가지 이론적 인 고장 메커니즘 모델 및 기타 가정을 사용하여 고장률이 정상 작동 조건으로 추정됩니다. 일반적으로 이론적 모델은 지수 유형이므로 가속 테스트 중 작은 오류로 인해 지수 함수의 꼬리에 대한 추정치가 크게 달라질 수 있습니다. 따라서 모델은 일반적으로 치명적인 조기 실패로 인한 부채를 피하기 위해 보수적 인 측면에 있습니다.

예를 들어, LED 가속 모델에 공기 ​​습도 및 녹 / 산화 계수가 포함되어 있지만 LED가 항상 실내 및 건조한 공기 상태 인 경우 제조업체에서 지정한 MTBF보다 훨씬 오래 지속될 수 있습니다.

그 시간은 평생 평가되었으며 매우 보수적 일 수 있습니다. 따라서 대부분 또는 (운이 좋을 경우) 일부는 더 많은 요소를 처리 할 수 ​​있으므로 15 년 동안은 불합리한 소리가 들리지 않습니다.

정격 수명이 보증되거나 심지어 신뢰할 수있는 경우 제조업체는 실제로 예상 되는 것이 아니라 보수적 인 것이거나 실제 알고있는 것으로 제한 할 수 있습니다. 소송에서 스스로를 방어해야 할 수도 있습니다!

블루 LED는 1990 년대 후반까지 저렴한 표시기 LED로 널리 보급되지 않았습니다. 2010 년 한 제조업체는 10 년 이상의 장치 경험을 가지고 있지 않았기 때문에 이론 및 "가속화 된 노화"실험실 실험이 20 년 동안 대체 할 수 없기 때문에 10 년 이상의 기대 수명을 나타내는 것은 위험 할 수 있습니다. 현장에서의 실제 사용.

디스크 드라이브의 수명이 20 년이 넘고 LED 전구가 20 개 이상, 태양 전지판이 30 년 이상 지속될 수 있기를 희망하는 이유가 있습니다. 그러나 경험은 희망보다 승리 할 수 ​​있으며, 많은 시간의 경과 만이 알려질 수있는 그러한 제품의 장기 노화 특성에 관해 현재 알려진 "알 수없는"이있다.

다른 사람들이 LED의 수명이 MTBF라고 말한 것처럼, 일부 제조업체는 매우 빠른 속도로 조명을 스트로브하므로 실제로는 상당한 시간이 걸리지 않아 눈을 등록 할 수 없습니다. 이것은 종종 배터리 소비를 줄이기 위해 수행되지만 수명을 늘리는 데 사용될 수도 있다고 생각합니다.

그들은 50,000 시간 동안 많은 LED를 작동시키고 그중 아무것도 타지 않습니다. 그래서 그들은 "최소한 50,000 시간 동안 보장 된"패키지에 대해 말합니다. LED를 20 년 동안 보증하려면 LED를 테스트하기 위해 20 년 동안 실행해야합니다.

또한 정전기 방전과 같은 외부 이벤트로 인해 LED 오류가 발생할 가능성이 있습니다. 이 작은 확률은 50,000 시간 대 100,000 시간 등급에 영향을줍니다.