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

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Tengo un problema extraño con las luces de fondo LED del monitor LCD que estoy usando. Lo he tenido durante aproximadamente 5 años y hasta este momento lo he ejecutado 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 apagarán y darán lugar a áreas oscuras de la pantalla.

El problema está empeorando progresivamente. Aumenté el brillo al 25% cuando tuve el problema por primera vez hace un año y eso causó que el problema desapareciera, más recientemente lo aumenté hasta el 50% cuando volvió a ocurrir, pero hoy lo volví a hacer y ahora tengo que correr con un brillo del 75% que comienza a causar fatiga visual.

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

daedalus
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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 he visto tan mal. Quizás se espera del 5% al ​​10%, pero no del 10% al 75%.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Parece que algunos LED son cortos y consumen más corriente. Como resultado, el voltaje en otros LED se vuelve más pequeño.
AltAir
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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 20 mA 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 podría durar 20000 horas, y un led muy bueno 50000 horas. Sin embargo, necesita una buena marca confiable, porque cualquier fabricante puede decir que sus leds son de 50000 horas.
Jot
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¿Es un cambio como umbral o gradual? ¿Hay un patrón en la pantalla?
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Sería instructivo dar el modelo de monitor real.
tubería

Respuestas:

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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 series de LED que están conectados en paralelo. Vea el diagrama típico a continuación para referencia:

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El problema entra en juego 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 iluminará.

En su caso, lo más probable es que vea que a medida que el monitor ha envejecido, la caída de voltaje directo de algunas cadenas ha disminuido o aumentado. Tener que aumentar el nivel de brillo tiene que ver con aumentar la unidad de red a las cadenas paralelas para que incluso aquellos con la mayor caída de voltaje puedan iluminar lo suficiente como para poder verlos.

Un diseño mucho mejor para una matriz de LED de retroiluminación utilizará una fuente de corriente o sumidero por separado para cada una de las cadenas de la serie. El siguiente esquema muestra un ejemplo. Por supuesto, esto agrega costos y un fabricante de monitores en un mercado competitivo puede elegir el circuito más simple con 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 aparecieron por primera vez las linternas LED, la mayoría se construyeron de esta manera, pero a medida que la tecnología ha mejorado, la mayoría de los dispositivos que se encuentran hoy en día usarán un solo LED.

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Michael Karas
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Gran respuesta, tiene mucho sentido. Como recuerdo mi monitor, un "benQ" tenía un precio bastante bueno en ese momento, por lo que no se sorprendería si cortaran las esquinas. Es una pena que los monitores no anuncien este tipo de información, así que sabría cuáles comprar o evitar en el futuro.
daedalus
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Acabo de leer el manual de servicio de BenQ que usa PWM con 3.3V, por lo que todos los LED están en paralelo, tal vez con la serie R de 1 Ohm ideal para compensar las variaciones de ESR. Si no hay series R, entonces deben coincidir para intensidad y Vf para 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 2.8V, puede ocurrir una caída del LED debido al efecto Shockley NTC y el resultado de compartir la corriente. Por lo tanto, verificaría el nivel BKLT 3.3V para la ondulación de CC y CA y verificaría las tapas para el abultamiento. El LED no se parece a los esquemas que se muestran aquí.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Sí, incluso los LED no tienen una vida útil infinita.

Sin embargo, cuando se ejecuta a una potencia lo suficientemente baja como para que no se calienten, 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 hubieran estado funcionando a una potencia relativamente baja.

Si el problema es el envejecimiento, 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 si puede encenderlos correctamente (a mano) para obtener la uniformidad requerida en la iluminación. Personalmente, solo obtendría un nuevo monitor.

Bimpelrekkie
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