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Durée de vie des LED: durée de vie des diodes électroluminescentes et MTBF

Durée de vie des LED: durée de vie des diodes électroluminescentes et MTBF

Contrairement à de nombreux autres dispositifs à semi-conducteurs, les LED ont une durée de vie ou une durée de vie limitée.

La durée de vie des LED ou durée de vie des LED n'est pas infinie et les performances se dégradent avec le temps, les niveaux de lumière diminuant progressivement.

Compte tenu de leur longue durée de vie, les LED sont considérées comme des sources lumineuses fiables, à la fois comme indicateurs et pour l'éclairage, mais leur durée de vie ainsi que d'autres facteurs tels que les pannes et le MTBF doivent être pris en compte lors de leur utilisation dans n'importe quelle conception.

LED MTBF

Pour tout composant ou système, le MTBF est le temps moyen entre les pannes. Le MTBF est le temps écoulé qui est prédit entre les défaillances inhérentes d'un composant ou d'un système pendant son fonctionnement.

Le MTBF est un chiffre utilisé dans les calculs de fiabilité des équipements. Afin de pouvoir calculer le MTBF de l'équipement, il est nécessaire de connaître le MTBF des différents composants, par ex. la LED MTBF dans ce cas.

Le taux de défaillance d'un composant et le MTBF sont liés. Le MTBF peut être calculé comme l'inverse du taux d'échec si l'on suppose qu'il existe un taux d'échec constant, ce qui n'est pas déraisonnable en tant qu'hypothèse de premier ordre.

MTBF=Heures d'ouverture Nombre d'échecs

Les chiffres MTBF sont souvent cités dans les fiches techniques des fabricants. Cependant, le MTBF peut être considérablement réduit en faisant fonctionner des composants proches de leurs limites nominales. Les environnements hostiles tels que les températures élevées et les vibrations réduisent également le MTBF.

Cependant, lorsqu'elles fonctionnent dans leurs limites, les lampes LED ont une longue durée de vie et ne tombent pas en panne très souvent.

Durée de vie prévue des LED

La lumière LED diminue avec le temps. Cette forme de durée de vie des LED ou durée de vie des LED est particulièrement importante pour des applications telles que l'éclairage où il est important que la lumière soit maintenue au-dessus d'un certain niveau.

Un terme appelé dépréciation du lumen est utilisé pour décrire cet aspect de la performance des LED.

La durée de vie de la LED ou la durée de vie de la LED est le moment auquel la sortie de lumière tombe à un niveau donné. L'espérance de vie de la LED peut être indiquée au format L70 ou L50, pour la durée de vie jusqu'au moment où le rendement lumineux tombe respectivement à 70% ou 50% de la valeur d'origine.

La durée de vie de la LED, c'est-à-dire la durée de vie de la LED, est généralement définie dans les termes suivants:

L70% = Temps jusqu'à 70% de l'éclairage (maintien de la lumière)

L50% = Temps jusqu'à 50% de l'éclairage (maintien de la lumière)

La valeur L70 a été choisie parce qu'un groupe industriel de LED de puissance appelé l'Alliance pour les systèmes et technologies d'éclairage à semi-conducteurs, ASSIST, a effectué des tests qui ont démontré que les gens ne remarquaient généralement pas une diminution progressive de la puissance lumineuse des LED jusqu'à ce qu'elle ait chuté de 30% de sa valeur d'origine. luminosité, soit 70% du flux lumineux initial. Cela a ensuite donné naissance à la figure L70. Cependant, pour les zones non critiques, le chiffre L50 peut également être utilisé.

À titre indicatif, la plupart des LED destinées aux applications d'éclairage offrent des valeurs L70 de 50 000 à 60 000 heures, bien qu'avec une fabrication améliorée des LED haute luminosité utilisées pour l'éclairage, certains fabricants citent désormais des chiffres de 100 000 heures.

Facteurs affectant la durée de vie des LED

Un certain nombre de facteurs affectent la durée de vie utile des LED. En s'assurant que la LED est protégée des conditions défavorables, il est possible de garantir que la durée de vie maximale est maintenue.

  • Température: L'un des principaux problèmes pour garantir la durée de vie maximale d'une LED est de maintenir la température basse. Une température excessive réduira considérablement la durée de vie. Pour éviter que la puce LED ne dépasse la température, un certain nombre d'éléments peuvent être inclus dans la conception
    • Bon chemin thermique de la puce LED au montage: Il est nécessaire de s'assurer que la chaleur peut être efficacement éliminée du semi-conducteur LED lui-même. Il s'agit de la première étape pour garantir que la température de jonction des LED n'augmente pas trop et n'affecte pas la durée de vie des LED.
    • Bonne liaison entre la LED et le support externe: Il est nécessaire de s'assurer que le boîtier LED est effectivement lié à l'élément sur lequel il est monté. La résistance thermique doit être aussi faible que possible, éventuellement en utilisant de la graisse de montage thermique pour assurer un contact complet.
    • Bon dissipateur thermique: Afin que la chaleur soit efficacement évacuée de l'ensemble global, le dissipateur thermique sur lequel la LED est montée doit avoir une faible résistance thermique. Il doit également être situé de manière à ce que la chaleur s'écoule du dissipateur thermique. Pour l'éclairage LED, cela est particulièrement important car souvent les lampes seront situées dans de petits luminaires et cela ne facilitera pas le refroidissement, et donc la durée de vie des LED sera réduite.
  • Niveau du lecteur LED: Pour obtenir la meilleure durée de vie de la LED, la LED doit être bien conduite dans les limites de ses valeurs nominales. La surmultiplication d'une LED réduira considérablement sa durée de vie, bien qu'elle augmentera le rendement lumineux.
  • Source de courant: L'alimentation doit correspondre à la diode électroluminescente pour une durée de vie optimale des LED. Non seulement la tension doit être régulée, mais le courant doit également être étroitement contrôlé pour s'assurer que la LED ne fonctionne pas en dehors de ses valeurs nominales, ou même trop près de ses valeurs nominales maximales.
  • Environnement: Les conditions générales telles que les vibrations et les températures extrêmes - même lorsqu'elles ne fonctionnent pas - imposent des contraintes mécaniques sur la diode, ce qui réduira la durée de vie de la LED. Idéalement, une LED doit être utilisée dans un environnement sec et stable. Lorsque cela n'est pas possible, une durée de vie des LED plus courte doit être anticipée.

Bien qu'il puisse sembler évident à première vue que la durée de vie de la LED doit être aussi longue que possible, cela peut ne pas toujours être la principale exigence. Il est possible que, dans certains cas, le rendement lumineux soit plus important que la durée de vie de la LED, et dans ce cas, il peut être permis de surmultiplier la LED pour obtenir la lumière supplémentaire. De plus, des contraintes budgétaires peuvent limiter l'inclusion d'une gestion thermique plus efficace, et dans ce cas, une décision peut être prise pour équilibrer l'espérance de vie des LED par rapport au coût.

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