¿Los LED requieren más energía para funcionar a medida que envejecen?

Tengo un problema extraño con la retroiluminación LED del monitor LCD que estoy usando. Lo he tenido durante aproximadamente 5 años y hasta este momento lo he usado con solo un 10 % de brillo para reducir la fatiga visual. Sin embargo, recientemente tuve un problema en el que algunos de los LED que componen la luz de fondo se apagan y conducen a áreas oscuras de la pantalla.

El problema está empeorando progresivamente. Subí el brillo al 25% cuando tuve el problema por primera vez hace un año y eso hizo que el problema desapareciera, más recientemente lo subí al 50% cuando volvió a ocurrir, pero hoy lo hizo nuevamente y ahora tengo que ejecutar al 75% de brillo, lo que está empezando a causar fatiga visual.

¿Es este un problema con el LED que requiere más energía para funcionar a medida que se desgastan los semiconductores? ¿El funcionamiento de los LED a baja potencia durante años causa un daño adicional? ¿O podría ser otro problema que podría solucionar?

Yo diría que es anormal que un monitor con retroiluminación LED envejezca tan rápido. Pero los umbrales relacionados con la energía de excitación aumentan con la edad, pero nunca lo había visto tan mal. Tal vez se espere del 5% al ​​10% pero no del 10% al 75%.
Parece que algunos LED son cortos y consumen más corriente. Como resultado, el voltaje en otros LED se vuelve más pequeño.
Se trata de calidad. Los leds muy baratos envejecen rápido. Los leds blancos muy baratos envejecen aún más rápido. Compré los leds blancos más baratos en Ebay, los puse a 20mA y después de tres meses el brillo se redujo al 50% (para el ojo humano). Luego probé con 10mA y eso fue casi lo mismo. Tres meses son aproximadamente 2000 horas. Un buen led brillante puede durar 20000 horas y un muy buen led 50000 horas. Sin embargo, necesita una buena marca confiable, porque cualquier fabricante puede decir que sus leds son 50000 horas.
No se sabe que la ESR envejezca mucho, pero la intensidad luminosa se reduce principalmente desde el sustrato azul por LM70 se define por una reducción del 30% como MTBF. Hay un cambio azul menor debido a la reducción de la eficacia del fósforo, pero esto no debería afectar el intercambio de corriente en un buen diseño. Sus resultados no son por sobremarcha o sobretemperatura, sino por sospecha de submarcha. Esto no debería ser un problema, a menos que haya contaminación del sustrato.
¿Es un interruptor como umbral o gradual? ¿Hay un patrón en la pantalla?
aproximadamente la mitad de los LED se apagan repentinamente. A veces, si lo dejo en este estado roto, todo el monitor se volverá negro y tendré que desconectarlo y reiniciarlo. El brillo es ajustable en incrementos del 1%. Me di cuenta de que el problema ocurre con mayor frecuencia al encender el monitor por primera vez cuando todo está frío, pero no siempre.
Sería instructivo dar el modelo real del monitor.
@TonyStewart.EEsince'75 Me pregunto a qué escala se refiere el 10% aquí.
10% de la corriente de escala completa. Los nuevos diodos pueden funcionar a partir del 1%. Creo que es un problema de ESR no coincidente con los LED paralelos, por lo que se calientan y bajan el voltaje, luego los Vf más altos están apagados.

Respuestas (2)

El problema que está viendo está relacionado con la construcción de circuitos de retroiluminación LED que requieren muchos LED. A menudo, en diseños mal diseñados o "baratos", hay LED o cadenas en serie de LED que se conectan en paralelo. Vea el diagrama típico a continuación como referencia:

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El problema surge aquí cuando las caídas de voltaje directo de cada cadena de LED no son las mismas. La cadena con el voltaje directo más bajo toma la mayor parte de la corriente y, por lo tanto, es la más brillante. En el peor de los casos, una cuerda tiene una caída hacia adelante mucho más alta que ni siquiera se encenderá.

En su caso, lo más probable es que vea que, a medida que el monitor ha envejecido, la caída de tensión directa de algunas cadenas ha disminuido o aumentado. El tener que aumentar el nivel de brillo tiene que ver con aumentar el impulso neto a las cadenas paralelas para que incluso aquellos con la caída de voltaje más alta aún puedan encenderse lo suficiente como para que pueda verlos.

Un diseño mucho mejor para una matriz de LED de retroiluminación utilizará una fuente de corriente separada o un sumidero para cada cadena de la serie. El siguiente esquema muestra un ejemplo. Esto, por supuesto, agrega costos y un fabricante de monitores en un mercado competitivo puede elegir el circuito más simple a costa de la pérdida de calidad general.

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Este fenómeno de caída de voltaje directo se puede ver en las linternas LED más baratas donde intentan usar muchos LED extremadamente baratos en lugar de un solo LED mucho más brillante. Una linterna de ejemplo, como se ve a continuación, mostrará que algunos LED comienzan a parpadear o simplemente dejan de encenderse a medida que el voltaje de la batería se reduce a medida que se descarga. Cuando las linternas LED aparecieron por primera vez, la mayoría se construyeron de esta manera, pero a medida que la tecnología ha mejorado, la mayoría de los dispositivos que encuentra hoy en día usarán un solo LED.

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gran respuesta, totalmente tiene sentido. Según recuerdo, mi monitor, un "benQ", tenía un precio bastante bueno en ese momento, por lo que no me sorprendería si recortan gastos. Es una pena que los monitores no anuncien este tipo de información para saber cuáles comprar o evitar en el futuro.
Acabo de leer el manual de servicio de BenQ que usa PWM con 3.3V, por lo que todos los LEDS están en paralelo, quizás con 1 Ohm serie R idealmente para compensar las variaciones de ESR. Si no hay series R, entonces deben coincidir en intensidad y Vf para un brillo constante y, por lo tanto, sin efectos de umbral. Por lo tanto, el PWM puede controlar el brillo. Pero si el voltaje de suministro cae de 3,3 a 2,8 V, entonces puede ocurrir una caída del LED debido al efecto Shockley NTC y dar como resultado un intercambio de corriente. Así que verificaría el nivel de BKLT 3.3V para la ondulación de CC y CA y verificaría si las tapas están abultadas. El LED no se parece a los esquemas que se muestran aquí.

Sí, incluso los LED no tienen una vida útil infinita.

Sin embargo, cuando funcionan a una potencia lo suficientemente baja como para que no se calienten mucho, se puede esperar una vida útil de 50000 horas. 50000 horas cuando se opera las 24 horas del día todos los días es de aproximadamente 6 años.

Si los LED funcionan en condiciones cálidas o incluso calientes, esta vida útil se reducirá drásticamente. Pero dado que estaba usando la luz de fondo en una configuración baja, esperaría que los LED funcionaran con una potencia relativamente baja.

Si el envejecimiento es realmente el problema, entonces aumentar el brillo empeorará las cosas, ya que estresará aún más los LED.

En teoría, podría reemplazar la luz de fondo, pero dudo que sea rentable incluso si puede encontrar las piezas. Reemplazar los LED individuales no es fácil de hacer y dudo que pueda encenderlos correctamente (a mano) para obtener la uniformidad requerida en la iluminación. Personalmente, solo compraría un nuevo monitor.