为什么我的 LED 到现在还没有烧坏?

电器工程 引领 成分 寿命
2021-12-31 03:58:16

我有一台 15 岁的 ReplayTV DVR。我得到了它,我不确定什么时候,但可能大约十年前。它几乎一直打开,前面有一个蓝色电源 LED。

LED 常见问题解答指出,许多 LED的额定寿命为 50,000 小时,这意味着它在 24x7 小时使用时只能持续约 5.5 年。Green Efficient Homes表示,“一个单独的 LED 可能会持续 100,000 小时”,因此可以将其延长至 11 年。

这些网站似乎是关于 LED 灯泡的,而不是用作电子设备指示灯的单个 LED。

为什么这个小家伙能够持续发光这么长时间?

4个回答

如果设计、制造和使用得当,如今的 LED 具有令人难以置信的长寿命,并且磨损机制本质上不是灾难性的,因此通常不使用白炽灯 MTTF 统计数据,而是使用光度百分比 (70%) 来定义寿命——这不是不是说 LED 烧坏了,就是说光输出只有全新时的 70%。因为变化很慢,你通常不会注意到它。

对于白光应用,这是有道理的,因为经过一段时间后,灯会工作,但可能太暗而无法在手电筒或阅读灯等应用中使用。

FWIW 白炽灯容易出现类似情况,因为灯丝会慢慢蒸发,在玻璃外壳上留下深色涂层,使光线变暗。它们能够稍微补偿一点,因为由于电阻增加,灯丝会发出更亮的光(直到它断裂)。

我对指示器 LED 寿命的最佳猜测是超过 5,000,000 小时。

如果微控制器持续 10 到 15 年,我认为没有人会感到惊讶。更有可能的是,人们会期望一个持续那么久。想想微控制器中有多少个 pn 结会失效。LED 只有一个 pn 结。指示灯 LED 的使用寿命将比任何人都知道的要长。

指示灯 LED 在您的一生中可能永远不会失效。现在人类的平均寿命约为 78 年或 683,280 小时。LED 指示灯可以持续更长的时间。

为 DVR 中的 LED 供电的电源(大多数产品中最薄弱的环节)已经使用了 15 年(23,400 小时)。

可靠性不仅基于 LED,还基于 LED 使用的系统。

在此处输入图像描述

LED很少死。LED 灯泡因驱动器故障而死。
LED 寿命的额定值基于流明维持率。


大功率照明 LED 的常见规格是在运行 50,000 小时后保持 70% 的流明维持率(即在其峰值强度的 70% 时输出)。

最著名的行业标准是 IES LM-80 (LM-80),根据美国能源部的说法,这是一种“用于测量固态 (LED) 光源、阵列和模块的流明衰减的批准方法”。美国能源部)。

这份 Lumiled 白皮书详细介绍了该主题:
评估 LED 系统的生命周期行为

我使用 Lumileds 的 149,000 小时估算图(图 5)并将其推断为 1,000,000 小时。请记住,这是在高温下测试的大功率 LED。LED 指示灯的使用寿命更长。
在此处输入图像描述

经验法则是温度每升高 10°C,半导体的寿命就会减少 50%。在 LM-80 测试中,使用超过 130°C 的结温(指定环境温度为 120°C)。并且指示灯 LED 在室温下运行。因此,对于一个指标来说,要长 5 倍以上。这是我最好的估计,我有 5,000,000 小时。


那是用于照明LED。LED 指示灯一直以非常高的可靠性而著称。AT&T 是最早看到这一点的公司之一。

AT&T 发现他们的电话指示灯 LED 可以使用长达 50 年。那是 438,000 小时。50,000 小时适用于下降到 70% 的高功率(高温)。在失败之前,它们的使用寿命比 50,000 长得多。Lumileds 已通过 50,000 次测试对 L70 进行了 148,000 小时的测试。如果它们达到无法再看到的程度,则可能需要 500,000 到 1,000,000 小时。请参见其白皮书中的图 5。那是在 85°C、0.35A(Tjunction ≅98°C)下测试的高功率高温 Luxeon Rebel。

1960 年代过时的 110V GaP LED 将持续超过 438,000 小时。(50 年)

1960 年代末,AT&T 贝尔实验室立即意识到 LED 有许多可能的应用。指示灯。在电话业务中变得有用。当时在美国使用的所有此类灯均使用 110 V 供电。一个例子是“公主”电话,该电话旨在用于卧室 - 当电话从底座中拿起时,拨号盘亮起。“公主”是一款享有盛誉的电话,也是 1960 年代的最新时尚,但必须安装在 110 V 插座附近。如果灯泡烧坏,则需要拨打当地电话公司的服务电话。如果 LED 取代 110 V 灯泡,电话线可以为 LED 供电,并且不再需要 110 V 插座。此外,在电话中使用时,GaP LED 的预期寿命超过 50 年,


LED材料有所作为。
来自 E. Fred Schubert 的《发光二极管》一书

已知 AlGaAs 器件的可靠性低于不含任何 AlGaAs 的 AlGaInP 器件。高铝含量的 AlGaAs 层会受到氧化和腐蚀,从而降低器件寿命。


如果 110 V GaP 持续 50 年,那么 2V LED 应该持续更长时间。随着 LED 的 IV 特性提高,寿命也提高了。

[V f ] 的低值始终与高器件可靠性相关

在此处输入图像描述

这些网站似乎是关于 LED 灯泡的,而不是用作电子设备指示灯的单个 LED。

这是问题的本质。

LED 灯泡中第一个出现故障的组件通常是电源,而不是 LED 本身。电源故障可能会导致LED 出现故障——无论是通过提供过多的功率,还是通过产生过多的热量——但 LED 本身很少出现故障。由于指示灯 LED 不包含自己的电源,因此它们不受这些问题的影响。(包含 LED 的设备中的电源故障通常归因于设备本身的故障,而不是其 LED!)

此外,与指示灯 LED 相比,LED 灯泡的应用要求更高。灯泡中的 LED 通常在高温下以接近其最大设计功率运行。这导致它们比指示灯 LED 老化得更快,后者通常仅以使其明显亮起所需的功率运行。

LED 指示灯的使用寿命通常以数十年计。LED 的亮度可能会随着年龄的增长而略有下降,但很少会出现“烧坏”的情况。

LED 指示灯很可能未在标称功率下运行。

LED 的寿命通常在标称功率下指定。由于蓝色 LED 是非常烦人的指示灯,因此通常会将其调暗到不那么烦人的亮度(例如,标称额定电流为 20mA,特定设备的实际工作电流仅为 3mA)。这显着增加了 LED 的使用寿命。

这是对其他答案的补充。现在的 LED 会比新的时候更暗,但它仍然可以用作指示灯。