¿Cómo fallan los LED?

Estoy tratando de desarrollar un producto de muy alta confiabilidad, con un MTBF superior a las 100 000 horas, con suerte en el rango de las 250 000 horas. Sí, lo sé: confiabilidad estúpidamente alta, al menos 10 años.

La mayoría de los LED que he visto tienen una calificación de confiabilidad de solo 20,000 horas. ¿Qué pasa después de esto? ¿Reducen demasiado la producción? ¿Son utilizables como indicadores de energía más allá de este punto?

Asegúrese de que su sistema pueda soportar todo tipo de fallas posibles y transitorios de entrada; de lo contrario, preocuparse por MTBF para discretos y pasivos es una estupidez.
La versión más cara tiene protección contra transitorios de entrada de -40 V a +60 V, la otra versión está clasificada para ir de -40 V a +24 V.
Cortocircuitar las salidas juntas, cortocircuitar las salidas a la batería/tierra, picos inductivos en las líneas eléctricas, también acopladas en las líneas de señal, ESD en cada pin y más son cosas que nuestros módulos terminados deben tomar sin efectos nocivos según los estándares SAE y los requisitos del cliente.
Cortocircuitando salidas juntas: comprobar - resistencias de 1 kohm en serie.
Cortocircuitando las salidas a la batería/tierra: verifique las resistencias con los diodos de sujeción en las MCU.
ESD en cada pin: sí, tiene diodos TVS ESD, vea mi pregunta anterior sobre esto.
Sin embargo, no estoy calificando el módulo contra la idiotez. Si algún idiota intenta medir el voltaje de la red con las entradas de 30V, el módulo estallará. No voy a agregar MOV o algo para protegerse contra eso.

Respuestas (4)

Debo decir que siempre he sido muy escéptico sobre el significado de las cifras de MTBF. Los LED reducirán gradualmente el brillo con el tiempo, pero pasará muchas veces su vida útil antes de que dejen de utilizarse como indicador de energía. Funcionar muy por debajo de la corriente especificada aumentará muchas veces la vida útil. ¿Y la falla de un LED de encendido se contaría como una falla del producto?

Hacemos lo mismo: accionamos los LED con menos de la mitad de la corriente especificada. Esto aumenta significativamente la vida útil de los LED en muchos años, antes de que el LED comience a reducir su brillo perceptible, y muchos años más antes de que el LED se apague por completo.
¿Sería sensato aumentar la corriente del LED una vez que el brillo comience a disminuir? ¿O eso acortaría la vida del LED más rápido? ¿La modulación de ancho de pulso frente a CC marcará una diferencia en la vida útil?
@ user1450 Si tiene una fuente de corriente fija que impulsa el LED, el brillo debería permanecer bastante uniforme hasta que falle por completo (sin tener en cuenta cosas como la degradación del fósforo en los LED blancos). Sin embargo, la mayoría de los LED en este mundo probablemente se alimentan de una fuente de voltaje a través de una resistencia, que es la forma más económica posible y suficiente para casi todas las aplicaciones. Agregar circuitos adicionales para tener en cuenta el envejecimiento del LED no tendría sentido en la gran mayoría de estos casos.

Creo que está completamente condenado al tratar de llegar a MTBF de 250000 horas en cualquier producto útilmente complejo, pero no ha dicho qué es, por lo que podría ser muy simple.

Los LED tienden a envejecer más rápido si están más calientes o si funcionan con corrientes más altas, y el mecanismo de falla es diferente para los LED blancos (que son fluorescentes) y los LED de color natural. Pero generalmente se vuelven más tenues a medida que envejecen.

Esperaría que tuviera una vida útil muy larga si reduce significativamente el LED (color tradicional moderno (rojo, etc.)) Los LED son increíblemente brillantes y tienden a necesitar muy poca corriente para actuar como un indicador útil, y si no eran demasiado quisquillosos con la salida específica que podía jugar más rápido y más suelto sobre la condición de falla.

Pero si estuviera tratando de hacer un producto fantásticamente confiable, una forma de hacerlo es prescindir de absolutamente todos los componentes posibles. Espero que el LED de encendido no haga el corte en ese sentido.

Actualización: Bueno, claramente sé aún menos sobre confiabilidad de lo que pensaba; parece que muchas unidades de disco afirman MTBF de más de 250 000 horas, ¡así que buena suerte con su producto!

Bueno, me gustaría la mayor confiabilidad posible porque odio los productos poco confiables, he tenido tantos y no creo que sea demasiado difícil alcanzar una confiabilidad tan alta.
Es un diseño totalmente de estado sólido y todos los componentes tienen una clasificación de 1.5x a 2x donde sea necesario.
¿Tiene software en él? Estás totalmente jodido entonces.
Sí, pero los micros tienen una retención de flash de 40 años.
@Thomas - Flash es hardware. Estoy hablando de cómo demostraría que el software nunca fallará.
El software podría fallar, supongo.

MTBF se basa en el tiempo de ejecución real. Entonces, con una meta de 250 000 horas, espera que su producto pueda funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, los 365 días del año durante casi 30 años.

Un MTBF de 20 000 le brinda poco más de 2,25 años de tiempo de funcionamiento constante a la potencia máxima recomendada. Este tiempo es bastante bueno para la mayoría de los productos comerciales en este momento. Si su LED está encendido durante 8 horas al día, está viendo una vida útil de casi 7 años. Ahora, si disminuye la potencia que está poniendo en el LED, incluso puede extender esta vida por más tiempo.

Ahora, dicho todo esto, si es solo un indicador de encendido, no lo cambiará con frecuencia, por lo que desgastará menos el dispositivo.

Sé que no he respondido directamente a tu pregunta, pero espero que empieces a darte cuenta de que el MTBF no es algo por lo que debas preocuparte demasiado. Me doy cuenta de que desea que su dispositivo dure un tiempo, lo cual es bueno, pero probablemente descubrirá que si siempre opta por los artículos de mayor duración, generalmente serán más caros, lo que hará que el precio de su producto se infle, lo que resultará en muy pocos queriendo comprarlo. ¿De qué sirve un aparato que dura 30 años si nadie lo compra?

MTBF es la garantía de que se cumplen las pautas razonables de reducción de potencia. Nada mas. Un MTBF de 250 000 horas no significa que ningún equipo vaya a durar 30 años. Es posible obtener ese tipo de MTBF en equipos que utilizan condensadores electrolíticos, que casi con seguridad se secarán en mucho menos tiempo que eso.

Conduzca el LED con la cantidad mínima de corriente que proporcione una cantidad útil de "señal" (es decir, que sea visible en cualquier condición que considere importante). juzgue cuán 'duro' lo está manejando y tome su propia decisión sobre la confiabilidad.

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