Benötigen LEDs mehr Leistung, um mit zunehmendem Alter zu funktionieren?

12

Ich habe ein seltsames Problem mit den LED-Hintergrundbeleuchtungen des von mir verwendeten LCD-Monitors. Ich habe es seit ungefähr 5 Jahren und bis zu diesem Zeitpunkt habe ich es nur mit 10% Helligkeit betrieben, um die Belastung der Augen zu verringern. Vor kurzem hatte ich jedoch ein Problem, bei dem einige der LEDs, aus denen die Hintergrundbeleuchtung besteht, ausgeschaltet werden, was zu dunklen Bereichen des Bildschirms führt.

Das Problem wird immer schlimmer. Ich habe die Helligkeit auf 25% erhöht, als ich das Problem vor einem Jahr zum ersten Mal hatte, und das hat dazu geführt, dass das Problem behoben wurde. In jüngerer Zeit habe ich es auf 50% erhöht, als es erneut auftrat, aber heute hat es es erneut getan und ich muss jetzt rennen es bei 75% Helligkeit, die anfängt, Augenbelastung zu verursachen.

Ist dies ein Problem mit der LED, die mehr Strom benötigt, um zu laufen, wenn die Halbleiter abgenutzt sind? Verursacht der jahrelange Betrieb von LEDs mit geringer Leistung zusätzlichen Schaden? Oder könnte es ein anderes Problem sein, das ich beheben könnte?

Daedalus
quelle
8
Ich würde es als abnormal bezeichnen, wenn ein LED-Monitor mit Hintergrundbeleuchtung so schnell altert. Aber die Schwellenwerte für die Anregungsenergie steigen mit dem Alter, aber ich habe es noch nie so schlecht gesehen. Vielleicht werden 5% bis 10% erwartet, aber nicht 10% bis 75%.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
1
Es scheint, dass einige LEDs kurz sind und mehr Strom verbrauchen. Infolgedessen wird die Spannung an anderen LEDs kleiner.
AltAir
3
Es geht um Qualität. Sehr billige LEDs altern schnell. Sehr billige weiße LEDs altern noch schneller. Ich kaufte die billigsten weißen LEDs bei Ebay, stellte sie auf 20 mA ein und nach drei Monaten wurde die Helligkeit auf 50% (für das menschliche Auge) reduziert. Dann habe ich es mit 10mA versucht und das war ungefähr das gleiche. Drei Monate sind ungefähr 2000 Stunden. Eine gute helle LED kann 20000 Stunden und eine sehr gute 50000 Stunden dauern. Sie benötigen jedoch eine gute, zuverlässige Marke, da jeder Hersteller sagen kann, dass die LED 50000 Stunden beträgt.
Jot
1
Ist es ein Schalter wie Schwelle oder allmählich? Gibt es ein Muster auf dem Bildschirm?
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
3
Es wäre lehrreich, das tatsächliche Monitormodell anzugeben.
Pipe

Antworten:

24

Das Problem, das Sie sehen, hängt mit dem Aufbau von LED-Hintergrundbeleuchtungsschaltungen zusammen, für die viele LEDs erforderlich sind. Bei schlecht gestalteten oder "billigen" Designs gibt es häufig LEDs oder Reihen von LEDs, die parallel geschaltet sind. Siehe das typische Diagramm unten als Referenz:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Problem tritt hier ins Spiel, wenn die Durchlassspannungsabfälle jeder LED-Reihe nicht gleich sind. Die Saite mit der niedrigsten Durchlassspannung nimmt den größten Teil des Stroms auf und ist daher die hellste. Im schlimmsten Fall hat eine Saite einen so viel höheren Vorwärtsabfall, dass sie nicht einmal leuchtet.

In Ihrem Fall ist es am wahrscheinlichsten, dass der Vorwärtsspannungsabfall einiger Saiten mit zunehmendem Alter des Monitors entweder abfällt oder zunimmt. Wenn Sie die Helligkeit erhöhen müssen, müssen Sie den Netzantrieb für die parallelen Strings erhöhen, damit auch diejenigen mit dem höheren Spannungsabfall noch genug Licht haben, damit Sie sie sehen können.

Ein viel besseres Design für ein LED-Array mit Hintergrundbeleuchtung verwendet eine separate Stromquelle oder -senke für jede der Serienzeichenfolgen. Das folgende Schema zeigt ein Beispiel. Dies erhöht natürlich die Kosten und ein Monitorhersteller in einem wettbewerbsintensiven Markt kann die einfachere Schaltung bei Verlust der Gesamtqualität wählen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dieses Phänomen des Vorwärtsspannungsabfalls ist bei den billigsten LED-Taschenlampen zu beobachten, bei denen versucht wird, viele extrem billige LEDs anstelle einer viel helleren einzelnen LED zu verwenden. Eine beispielhafte Taschenlampe (siehe unten) zeigt, dass einige LEDs zu flackern beginnen oder einfach aufhören zu leuchten, wenn die Batteriespannung beim Entladen abnimmt. Als LED-Taschenlampen zum ersten Mal auftauchten, wurden die meisten auf diese Weise gebaut, aber da sich die Technologie verbessert hat, werden die meisten Geräte, die Sie heute finden, die einzelne LED verwenden.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Michael Karas
quelle
tolle Antwort, macht total Sinn. Soweit ich mich an meinen Monitor erinnere, war ein "benQ" zu dieser Zeit recht günstig und wäre nicht überrascht, wenn sie Ecken abschneiden würden. Es ist eine Schande, dass Monitore diese Art von Informationen nicht bewerben, damit ich weiß, welche ich in Zukunft kaufen oder vermeiden soll.
Daedalus
1
Ich habe gerade das BenQ-Servicehandbuch gelesen, in dem PWM mit 3,3 V verwendet wird. Daher sind alle LEDs parallel geschaltet, möglicherweise mit Rs der 1-Ohm-Serie, um ESR-Schwankungen auszugleichen. Wenn keine Serie R vorhanden ist, müssen sie auf Intensität und Vf abgestimmt werden, um eine gleichmäßige Helligkeit und damit keine Schwelleneffekte zu erzielen. Somit kann die PWM die Helligkeit steuern. Wenn die Versorgungsspannung jedoch von 3,3 auf 2,8 V abfällt, kann es aufgrund des Shockley-NTC-Effekts zu einem LED-Ausfall kommen, der sich auf die Stromverteilung auswirkt. Also würde ich den BKLT 3.3V-Pegel auf DC- und AC-Welligkeit prüfen und die Kappen auf Ausbeulung prüfen. Die LED ähnelt nicht den hier gezeigten Schaltplänen.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
10

Ja, auch LEDs haben keine unendliche Lebensdauer.

Bei einem Betrieb mit einer Leistung, die so niedrig ist, dass sie sich nicht stark erwärmen, ist jedoch eine Lebensdauer von 50000 Stunden zu erwarten. 50000 Stunden bei 24-Stunden-Betrieb pro Tag sind ungefähr 6 Jahre.

Wenn die LEDs unter warmen oder sogar heißen Bedingungen betrieben werden, verringert sich diese Lebensdauer erheblich. Da Sie jedoch die Hintergrundbeleuchtung mit einer niedrigen Einstellung verwendet haben, würde ich erwarten, dass die LEDs mit einer relativ geringen Leistung betrieben wurden.

Wenn Alterung tatsächlich das Problem ist, wird das Erhöhen der Helligkeit die Situation verschlimmern, da Sie die LEDs noch mehr belasten.

Theoretisch könnten Sie die Hintergrundbeleuchtung ersetzen, aber ich bezweifle, dass sie kostengünstig wäre, selbst wenn Sie die Teile finden könnten. Das Ersetzen der einzelnen LEDs ist nicht einfach und ich bezweifle, dass Sie sie richtig (von Hand) ausleuchten können, um die erforderliche Gleichmäßigkeit der Beleuchtung zu erzielen. Persönlich würde ich nur einen neuen Monitor bekommen.

Bimpelrekkie
quelle