¿Por qué no se ha apagado mi LED hasta ahora?

Diseñados, construidos y usados adecuadamente, los LED de hoy tienen vidas increíblemente largas y los mecanismos de desgaste no son de naturaleza catastrófica, por lo que en lugar de usar estadísticas MTTF de lámparas incandescentes, a menudo se usa un porcentaje de luminosidad (70%) para definir la vida útil esto no significa que el LED se apague, significa que la luz apagada es solo el 70% de lo que era cuando era nuevo. Debido a que el cambio es lento, normalmente no se nota.

Para aplicaciones de luz blanca, esto tiene sentido porque después de un período de tiempo la luz funciona, pero puede ser demasiado tenue para ser útil en la aplicación, como una linterna o una lámpara de lectura.

La mejor estimación que tengo para un indicador La vida útil del LED es de más de 5,000,000 de horas.

No creo que nadie se sorprendería si un microcontrolador durara entre 10 y 15 años. Es más probable que uno esperaría que uno durara tanto tiempo. Piense en cuántas uniones pn podrían fallar en un microcontrolador. Un LED solo tiene una unión pn. Un indicador LED durará más de lo que cualquiera puede vivir para averiguarlo.

Es probable que los indicadores LED nunca fallarán en tu vida. El tiempo promedio de vida humana es ahora de 78 años o 683,280 horas. Los indicadores LED pueden durar más que eso.

La fuente de alimentación (el enlace más débil en la mayoría de los productos) que alimenta el LED en el DVR ha durado 15 años (23,400 horas).

La confiabilidad se basa no solo en el LED sino en el sistema en el que se usa el LED.

LosLEDraramentemueren.LasbombillasLEDseapaganporqueelcontroladorfalló.
LaclasificacióndelavidaútildeunLEDsebasaenelmantenimientodelaluz.

UnaespecificacióncomúnparalosLEDdeiluminacióndealtapotenciaesparaun70%demantenimientolumínico(esdecir,Salidaal70%desuintensidadmáxima)despuésde50,000horasdeoperación.

ElestándarindustrialmásnotableeselIESLM-80(LM-80),quesegúnelDepartamentodeEnergíadelosEE.UU.esun"método aprobado para medir la depreciación lumínica de las fuentes de luz de estado sólido (LED), matrices y módulos. ", (US DOE).

Este documento técnico de Lumiled trata el tema en detalle:
Evaluación del comportamiento de por vida de los sistemas LED

Tomé Lumileds 149,000 hr gráfico de estimación (Fig. 5) y lo extrapolamos a 1,000,000 hrs. Teniendo en cuenta que este es un LED de alta potencia probado a alta temperatura. Los indicadores LED duran mucho más.

La regla general es que la vida útil de un semiconductor se reduce en un 50% por cada 10 ° C de aumento de temperatura. En la prueba LM-80 se usa una temperatura de unión de más de 130 ° C (se especifica 120 ° C ambiente). Y el indicador LED funciona a temperatura ambiente. Así que por más de 5 veces más para un indicador. Aquí es donde obtengo mi mejor estimación que tengo: 5,000,000 de horas.

Eso es para iluminar LEDs. Los indicadores LED siempre han sido conocidos por su alta confiabilidad. AT & T fue uno de los primeros en ver esto.

AT & T ha encontrado que los indicadores LED de su teléfono durarían hasta 50 años. Eso es 438,000 horas. 50,000 horas se aplican a alta potencia (alta temperatura) que descienden al 70%. Duran mucho más de 50,000 antes del fracaso. Lumileds ha probado L70 a 148,000 horas con una prueba de 50,000. Si fueran al punto donde ya no se pudiera ver, es probable que sea de 500,000 a 1,000,000 de horas. Ver figura 5 en su papel blanco. Y eso fue un Luxeon Rebel de alta temperatura y alta potencia probado a 85 ° C, 0.35A (Tjunction ≅98 ° C).

En la década de 1960, un LED de 110V GaP anticuado duraría más de 438,000 horas. (50 años)

  

A finales de la década de 1960, AT & T Bell Laboratories se dio cuenta de inmediato.   que había muchas aplicaciones posibles para LEDs. Lámparas indicadoras.   Se estaban volviendo útiles en el negocio del teléfono. Todas esas luces utilizadas   En ese momento en los Estados Unidos operaba usando 110 V. Un ejemplo es el   El teléfono "Princess", que estaba destinado a ser utilizado en las habitaciones, el   El dial se ilumina cuando el teléfono se descuelga de su base. los   "Princess" era un teléfono prestigioso y la última moda en la década de 1960.   Pero tuvo que ser instalado cerca de una toma de corriente de 110 V. Una llamada de servicio al   Se necesitaba una compañía telefónica local si la bombilla se quemaba. Si los LED fueran a   Reemplace las bombillas de 110 V, la línea telefónica podría alimentar los LED y   una salida de 110 V ya no sería necesaria. Además, los LED de GaP tenían un   vida útil prevista superior a 50 años cuando se utiliza en teléfonos, mucho   Más de 110 V bombillas ...

El material LED hace la diferencia.
Del libro Light emitting Diodes de E. Fred Schubert

  

Se sabe que la confiabilidad de los dispositivos AlGaAs es inferior a la de   Dispositivos AlGaInP que no contienen AlGaAs. Alto contenido de Al   Las capas de AlGaAs están sujetas a oxidación y corrosión, por lo tanto   bajando la vida útil del dispositivo.

Si un GaP de 110 V duró 50 años, entonces un LED de 2V debería durar mucho más. Como las características IV del LED han mejorado, la vida útil también ha mejorado.

  

Los valores bajos de [V _f ] se correlacionan de forma consistente con altos   fiabilidad del dispositivo

  

Parece que estos sitios tratan sobre bombillas LED, no sobre los LED individuales que se utilizan como indicadores en dispositivos electrónicos.

Esto está en la esencia del problema.

El primer componente que falla en una bombilla LED es generalmente la fuente de alimentación, no los LED en sí. La falla de la fuente de alimentación puede inducir a una falla en el LED, ya sea al entregar demasiada energía o al generar un calor excesivo, pero los LED en sí rara vez tienen la culpa. Dado que los indicadores LED no contienen su propia fuente de alimentación, no se ven afectados por estos problemas. (Una falla de la fuente de alimentación en un dispositivo que contiene LEDs generalmente se atribuye a la falla del propio dispositivo, ¡no a sus LEDs!)

Además, las bombillas LED son una aplicación mucho más exigente que los indicadores LED. Los LED en una bombilla a menudo se ejecutan cerca de su máxima potencia de diseño, a altas temperaturas. Esto hace que envejezcan más rápidamente que un indicador LED, que generalmente solo se ejecuta a la potencia requerida para que se ilumine visiblemente.

Los indicadores LED suelen tener una vida útil útil medida en décadas. El brillo del LED puede disminuir ligeramente a medida que envejece, pero es raro que uno se "queme".

Es posible que el indicador LED no funcione a una potencia nominal.

La vida útil de un LED se suele especificar con una potencia nominal. Como los LED azules son luces indicadoras bastante molestas, a menudo se reducen a un brillo menos molesto (por ejemplo, la corriente nominal especificada es de 20 mA, la corriente de operación real en un dispositivo específico es de solo 3 mA). Esto aumenta significativamente la vida útil del LED.

Eso es además de las otras respuestas. El LED estará más apagado ahora que cuando era nuevo, pero sigue siendo útil como luz indicadora.

La calificación es solo un MTBF (tiempo medio entre fallas)

  

LED MTBF

     

Para cualquier componente o sistema, el MTBF es el tiempo medio entre   fallas El MTBF es el tiempo transcurrido que se predice entre   fallas inherentes de un componente o sistema durante la operación.

     

El MTBF es una figura utilizada en los cálculos para la fiabilidad de los artículos.   del equipo. Para poder calcular el MTBF de la   Equipo, es necesario conocer el MTBF del individuo.   componentes, por ejemplo el LED MTBF en este caso.

     

La tasa de fallos de un componente y el MTBF están vinculados. MTBF puede ser   calculado como el inverso de la tasa de fracaso si se supone que   hay una tasa de falla constante, que no es irrazonable como una primera   Asunción de orden.

     

MTBF = Horas de operación / Número de fallas

     

Las cifras de MTBF a menudo se citan en las hojas de datos de los fabricantes.   Sin embargo, los componentes operativos pueden reducir considerablemente el MTBF.   cerca de sus límites nominales. Entornos hostiles como el alto.   La temperatura y la vibración también reducen el MTBF.

     

Sin embargo, cuando se ejecutan dentro de sus límites, las lámparas LED tienen una larga   toda la vida, y no fallar muy a menudo.

Fuente: enlace

Sin una muestra de población y las pruebas de ese LED específico, será imposible saber cuál es la vida útil de ese LED. el fabricante solo puede garantizar a través de lo que sabe acerca de ese LED (probablemente ejecutándolo durante meses de pruebas, midiendo la degradación) y luego extrapolando eso durante toda la vida útil. Luego, garantizan una figura de MTBF y si obtienes un promedio de sus LEDs, durarán más de x cantidad de horas. Pero podrían durar más, la cifra de MTBF es solo un límite inferior.

Las estimaciones de la esperanza de vida de los componentes electrónicos es un negocio difícil. Como se puede imaginar, el fabricante no puede esperar 50,000 horas (o algo así como 2,290,000,000 horas para un receptor RS232, consulte la página 7 de este ensayo ) para recopilar estadísticas de fallas de dispositivos, el mercado no lo permite. Todas las estimaciones se realizan utilizando "modelos acelerados" .

La idea es configurar un lote de dispositivos en condiciones extremas (voltaje, corriente, temperatura, factores ambientales) hasta que algunos dispositivos fallen en un tiempo de prueba razonable (días u horas), suponiendo que no haya cambios en los mecanismos de falla. Luego, utilizando algunos modelos teóricos de mecanismos de falla y otras ASUNCIONES, la tasa de falla se extrapola a las condiciones normales de operación. Por lo general, los modelos teóricos son de tipo exponencial, por lo que pequeños errores durante las pruebas aceleradas pueden dar lugar a grandes diferencias en las estimaciones de las colas de estas funciones exponenciales. Por lo tanto, los modelos suelen ser conservadores, para evitar responsabilidades por fallas prematuras catastróficas.

Por ejemplo, si el modelo acelerado para un LED incluía la humedad del aire y el factor de oxidación / oxidación, pero su LED siempre estuvo en condiciones ambientales y secas, puede durar mucho más que el MTBF especificado por el fabricante.

Esos tiempos tienen una vida útil nominal y pueden ser muy conservadores. Por lo tanto, bien podría ser que la mayoría o (en caso de tener suerte) algunos de ellos puedan manejar un factor veces más, por lo que 15 años no suena irrazonable.

Si la vida útil nominal está garantizada, o incluso se confía en ella, entonces el fabricante puede ser conservador y / o limitarse a lo que sabe que es cierto, en lugar de lo que espera para ser verdad. ¡Puede que tenga que defenderse en una demanda!

Los LED azules no se volvieron ampliamente disponibles como indicadores LED baratos hasta finales de los años noventa. En 2010, un fabricante podría no haber tenido una experiencia de los dispositivos de más de una década, por lo que sería arriesgado declarar una esperanza de vida de más de diez años porque la experimentación de laboratorio en teoría y "envejecimiento acelerado" no puede sustituir dos décadas de uso real en el campo.

Hay razones para esperar que las unidades de disco puedan durar diez años en servicio, bombillas LED de más de veinte, paneles solares de más de treinta. Pero la experiencia puede triunfar sobre la esperanza, y actualmente existen "incógnitas conocidas" sobre las características de envejecimiento a largo plazo de tales productos que solo el paso de mucho tiempo puede dar a conocer.

Primero, como han dicho los demás, la vida útil del LED es un MTBF, en segundo lugar, algunos fabricantes de luces estroboscópicas a una velocidad muy alta, por lo que la luz está apagada una buena cantidad de tiempo, sus ojos simplemente no pueden registrarla . Esto se hace a menudo para disminuir el consumo de batería, pero supongo que también podría usarse para aumentar la vida útil.

Funcionan con un montón de LED durante 50,000 horas y ninguno de ellos se quema. Así lo dicen en el paquete "Garantizado por al menos 50,000 horas". Para garantizar un LED durante 20 años, se requeriría que lo ejecuten durante 20 años para probarlo.

También, existe la probabilidad de que un evento externo, como una descarga estática, cause un fallo en el LED. Esta probabilidad bastante pequeña influye en la calificación de 50,000 horas vs. 100,000 horas.