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Vida útil del LED: vida útil del diodo emisor de luz y MTBF

Vida útil del LED: vida útil del diodo emisor de luz y MTBF

A diferencia de muchos otros dispositivos semiconductores, los LED tienen una vida útil o una vida útil limitada.

La vida útil del LED o la vida útil del LED no es infinita y el rendimiento se degrada con el tiempo y los niveles de luz caen gradualmente.

En vista de su larga vida útil, los LED se consideran fuentes de luz confiables, tanto como indicadores como para la iluminación, pero su vida útil y otros factores como fallas y MTBF deben tenerse en cuenta al usarlos en cualquier diseño.

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 las fallas inherentes de un componente o sistema durante su funcionamiento.

El MTBF es una cifra que se utiliza en los cálculos de la fiabilidad de los equipos. Para poder calcular el MTBF del equipo, es necesario conocer el MTBF de los componentes individuales, p. Ej. el LED MTBF en este caso.

La tasa de falla de un componente y el MTBF están vinculados. El MTBF se puede calcular como el inverso de la tasa de falla si se supone que hay una tasa de falla constante, lo cual no es irrazonable como suposición de primer orden.

MTBF=Horas de operación Numero de fallas

Las cifras de MTBF a menudo se citan en las hojas de datos de los fabricantes. Sin embargo, el MTBF se puede reducir considerablemente operando componentes cerca de sus límites nominales. Los entornos hostiles como las altas temperaturas y las vibraciones también reducen el MTBF.

Sin embargo, cuando funcionan dentro de sus límites, las lámparas LED tienen una vida útil prolongada y no fallan muy a menudo.

Vida útil esperada del LED

La luz LED se reduce con el tiempo. Esta forma de vida útil del LED o vida útil del LED es particularmente importante para aplicaciones como la iluminación, donde es importante que la luz se mantenga por encima de un cierto nivel.

Se utiliza un término llamado depreciación del lumen para describir este aspecto del rendimiento del LED.

La vida útil del LED o vida útil del LED es el momento en que la salida de luz cae a un nivel determinado. La vida útil del LED se puede cotizar en el formato L70 o L50, para la vida útil hasta que la salida de luz caiga al 70% o 50% del valor original, respectivamente.

La vida útil del LED, es decir, la vida útil del LED se define generalmente en los siguientes términos:

L70% = Tiempo hasta el 70% de iluminación (mantenimiento del lumen)

L50% = Tiempo hasta el 50% de iluminación (mantenimiento del lumen)

Se eligió el valor L70 porque un grupo de la industria de LED de potencia llamado Alliance for Solid-State Illumination Systems and Technologies, ASSIST, realizó pruebas que demostraron que las personas en general no notaron una salida de luz LED que disminuía gradualmente hasta que había caído en un 30% de su valor original. brillo, es decir, al 70% de la salida de luz inicial. Esto luego dio lugar a la cifra L70. Sin embargo, para áreas no críticas, también se puede usar la cifra L50.

Como una guía aproximada, la mayoría de los LED destinados a aplicaciones de iluminación ofrecen valores L70 de 50.000 a 60.000 horas, aunque con la fabricación mejorada de los LED de alto brillo utilizados para la iluminación, algunos fabricantes están citando cifras de 100.000 horas.

Factores que afectan la vida útil del LED

Hay varios factores que afectan la vida útil del LED. Al garantizar que el LED esté protegido de condiciones adversas, es posible garantizar que se mantenga la vida útil máxima.

  • Temperatura: Uno de los principales problemas para garantizar la máxima vida útil de un LED es mantener baja la temperatura. El exceso de temperatura acortará considerablemente la vida. Para evitar que el chip LED se sobrecaliente, hay varios elementos que se pueden incluir dentro del diseño
    • Buen recorrido térmico desde el chip LED al montaje: Es necesario asegurarse de que el calor pueda eliminarse eficazmente del propio semiconductor LED. Este es el primer paso para garantizar que la temperatura de unión del LED no aumente demasiado y afecte negativamente la vida útil del LED.
    • Buena unión entre LED y montaje externo: Es necesario asegurarse de que el paquete de LED se adhiera de manera efectiva al elemento en el que está montado. La resistencia térmica debe ser lo más baja posible, posiblemente utilizando grasa de montaje térmico para asegurar un contacto completo.
    • Buen disipador de calor: Para que el calor se elimine eficazmente del conjunto general, el disipador de calor en el que está montado el LED debe tener una baja resistencia térmica. También debe ubicarse de manera que el calor fluya lejos del disipador de calor. Para la iluminación LED, esto es particularmente importante porque a menudo las lámparas se ubicarán dentro de pequeños accesorios de iluminación y esto no ayudará a la refrigeración y, por lo tanto, se reducirá la vida útil del LED.
  • Nivel de unidad LED: Para obtener la mejor vida útil del LED, el LED debe manejarse dentro de sus valores nominales. Sobrecargar un LED reducirá drásticamente su vida útil, aunque aumentará la salida de luz.
  • Fuente de alimentación: La fuente de alimentación debe coincidir con el diodo emisor de luz para una vida útil óptima del LED. No solo se debe regular el voltaje, sino que la corriente también debe controlarse de cerca para garantizar que el LED no se ejecute fuera de sus valores nominales, o incluso demasiado cerca de sus valores nominales máximos.
  • Ambiente: Las condiciones generales como la vibración y las temperaturas extremas, incluso cuando no está en funcionamiento, ejercen tensiones mecánicas en el diodo que reducirán la vida útil del LED. Idealmente, un LED debería funcionar en un entorno seco estable. Cuando esto no sea posible, se debe anticipar una vida útil más corta del LED.

Aunque puede parecer obvio a primera vista que la vida útil del LED debería ser lo más larga posible, este no siempre es el requisito principal. Es posible que, en algunos casos, la salida de luz sea más importante que la vida útil del LED, y en este caso puede estar permitido sobrecargar el LED para obtener la luz adicional. Además, las restricciones presupuestarias pueden limitar la inclusión de una gestión térmica más eficaz y, en este caso, se puede tomar una decisión para equilibrar la esperanza de vida de los LED con el coste.

Ver el vídeo: Qué Voltaje! - Leds, diodos e interruptores (Octubre 2020).