Kokoelmat

LED-käyttöikä: valodiodin käyttöikä ja MTBF

LED-käyttöikä: valodiodin käyttöikä ja MTBF

Toisin kuin monet muut puolijohdelaitteet, LEDien käyttöikä on rajallinen.

LEDien käyttöikä tai LEDien käyttöikä ei ole rajaton, ja suorituskyky heikkenee ajan myötä valotasojen laskiessa vähitellen.

Pitkän käyttöiän vuoksi LED-valoja pidetään luotettavina valonlähteinä sekä indikaattoreina että valaistuksina, mutta niiden käyttöikä sekä muut tekijät, kuten viat ja MTBF, on otettava huomioon, kun niitä käytetään missä tahansa suunnittelussa.

LED MTBF

Minkä tahansa komponentin tai järjestelmän MTBF on keskimääräinen vikojen välinen aika. MTBF on kulunut aika, joka ennustetaan komponentin tai järjestelmän sisäisten vikojen välillä sen toiminnan aikana.

MTBF on luku, jota käytetään laskettaessa laitteiden luotettavuutta. Laitteen MTBF: n laskemiseksi on tunnettava yksittäisten komponenttien MTBF, esim. LED MTBF tässä tapauksessa.

Komponentin ja MTBF: n vikaantumisaste on kytketty toisiinsa. MTBF voidaan laskea vikaantumisasteen käänteisenä, jos oletetaan, että vikaantumisaste on vakio, mikä ei ole kohtuutonta ensimmäisen asteen oletuksena.

MTBF=Käyttötunnit Vikojen lukumäärä

MTBF-luvut mainitaan usein valmistajien tietolomakkeissa. MTBF: ää voidaan kuitenkin vähentää huomattavasti käyttämällä komponentteja, jotka ovat lähellä niiden nimellisrajoja. Vihamieliset ympäristöt, kuten korkea lämpötila ja tärinä, vähentävät myös MTBF: ää.

LED-lampuilla on kuitenkin rajojensa mukaan pitkä käyttöikä, eivätkä ne vikaudu kovin usein.

Odotettu LED-käyttöikä

LED-valo vähenee ajan myötä. Tämä LED-elinkaaren muoto tai LED-käyttöikä on erityisen tärkeä sovelluksissa, kuten valaistuksessa, jossa on tärkeää, että valo pidetään tietyn tason yläpuolella.

Termiä, jota kutsutaan ontelovirhekseksi, käytetään kuvaamaan tätä LED-suorituskyvyn näkökohtaa.

LED: n käyttöikä tai LED: n käyttöikä on aika, jolloin valoteho putoaa tietylle tasolle. LED-elinajanodote voidaan ilmoittaa muodossa L70 tai L50, eliniän ajankohtaan, jolloin valoteho laskee vastaavasti 70 prosenttiin tai 50 prosenttiin alkuperäisestä arvosta.

LED: n käyttöikä eli LED: n käyttöikä määritellään yleensä seuraavilla termeillä:

L70% = Aika 70 prosenttiin valaistuksesta (valovirran ylläpito)

L50% = Aika 50 prosenttiin valaistuksesta (valovirran ylläpito)

L70-arvo valittiin, koska teho-LED-teollisuusryhmä, nimeltään Alliance for Solid-State Illumination Systems and Technologies, ASSIST, teki testejä, jotka osoittivat, että ihmiset eivät yleensä huomanneet vähitellen vähenevää LED-valon tehoa, ennen kuin se oli pudonnut 30% alkuperäisestä kirkkaus eli 70% alkuperäisestä valotehosta. Tämän jälkeen syntyi L70-luku. Ei-kriittisillä alueilla voidaan kuitenkin käyttää myös L50-lukua.

Lyhyesti sanottuna useimmat valaistussovelluksiin tarkoitetut LED-valot tarjoavat L70-arvot 50000 - 60000 tuntia, vaikka valaistuksessa käytettävien korkean kirkkauden LEDien valmistuksen parantamisen myötä jotkut valmistajat mainitsevat nyt 100 000 tunnin luvut.

LED-käyttöikään vaikuttavat tekijät

On olemassa useita tekijöitä, jotka vaikuttavat LEDin käyttöikään. Varmistamalla, että LED on suojattu epäsuotuisilta olosuhteilta, on mahdollista varmistaa, että suurin käyttöikä säilyy.

  • Lämpötila: Yksi tärkeimmistä kysymyksistä sen varmistamiseksi, että LEDistä saadaan mahdollisimman pitkä käyttöikä, on lämpötilan pitäminen alhaalla. Ylilämpötila lyhentää huomattavasti elämää. LED-sirun ylikuumenemisen estämiseksi suunnitteluun voidaan sisällyttää useita elementtejä
    • Hyvä lämpöreitti LED-sirusta kiinnitykseen: On tarpeen varmistaa, että lämpö voidaan tehokkaasti poistaa itse LED-puolijohteesta. Tämä on ensimmäinen askel sen varmistamiseksi, että LED-liitoslämpötila ei nouse korkeaksi ja vaikuttaa haitallisesti LEDin käyttöikään.
    • Hyvä kiinnitys LEDin ja ulkoisen kiinnityksen välillä: On välttämätöntä varmistaa, että LED-paketti on kiinnitetty tehokkaasti elementtiin, johon se on asennettu. Lämmönkestävyyden tulee olla mahdollisimman pieni, mahdollisesti käyttämällä lämpöasennusrasvaa, t varmista täydellinen kosketus.
    • Hyvä jäähdytyselementti: Jotta lämpö poistettaisiin tehokkaasti kokonaisuudesta, jäähdytyselementillä, johon LED on asennettu, tulisi olla alhainen lämpövastus. Se tulisi myös sijoittaa niin, että lämpö virtaa pois jäähdytyselementistä. LED-valaistuksen kannalta tämä on erityisen tärkeää, koska lamput sijoitetaan usein pieniin valaisimiin, mikä ei auta jäähdytyksessä, minkä vuoksi LEDin käyttöikä lyhenee.
  • LED-ajotaso: Parhaan LED-käyttöiän saavuttamiseksi LED: n tulisi toimia hyvin luokituksensa sisällä. LED-valon ylikäyttö lyhentää huomattavasti sen käyttöikää, vaikka se lisää valotehoa.
  • Virtalähde: Virtalähteen on vastattava valodiodia optimaalisen LED-käyttöiän saavuttamiseksi. Jännitteen säätämisen lisäksi virtaa on myös valvottava tarkasti, jotta LED ei toimi luokitustensa ulkopuolella tai edes liian lähellä maksimiarvojaan.
  • Ympäristö: Yleiset olosuhteet, kuten tärinä ja äärimmäiset lämpötilat - jopa silloin, kun ne eivät ole käytössä - aiheuttavat diodille mekaanisia rasituksia, jotka lyhentävät LED: n käyttöikää. Ihannetapauksessa LEDiä tulisi käyttää vakaassa ja kuivassa ympäristössä. Kun tämä ei ole mahdollista, on odotettavissa lyhyempi LED-käyttöikä.

Vaikka ensi silmäyksellä voi tuntua itsestään selvältä, että LED-valojen käyttöiän tulisi olla mahdollisimman pitkä, tämä ei välttämättä aina ole päävaatimus. On mahdollista, että joissakin tapauksissa valoteho on tärkeämpää kuin LED: n käyttöikä, ja tällöin voi olla sallittua liikuttaa LEDiä ylimääräisen valon saamiseksi. Lisäksi budjettirajoitukset voivat rajoittaa tehokkaamman lämmönhallinnan sisällyttämistä, ja tässä tapauksessa voidaan päättää tasapainottaa LED-elinajanodote kustannusten kanssa.


Katso video: Robin MAUTO (Tammikuu 2022).