LED的寿命（以及何时）取决于PWM频率

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假设有两种选择以其额定电流驱动标准LED。

PWM在10 kHz时设置为50％占空比
PWM在50 kHz时设置为50％占空比

从技术上讲，两个LED都将产生相同量的光，并且“眨眼”将不会被人眼或摄像头看到（高速摄像头除外）。

led pwm lifetime

— 吉拉德
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好的问题+1，我想问个类似的问题。由于小结的热循环，我担心真正的低频（例如整流的50Hz）。我们将等待答案。

— 自闭症2015年

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顺便说一句，我们中的一些人类有眼睛实际上是在PWM闪烁敏感。因此，一些显示器和电视供应商正在构建不带PWM调光的无闪烁面板。

— 罗勒·布尔克

“处于其额定电流”是指在占空比的“导通”部分中流动的电流，还是整个周期的平均电流？如果是后者，很明显，在某些频率下，可以说LED更好地被打开和关闭，以使LED在该时间内有效地被过度驱动，那么问题是，损坏的机理是什么，以及损坏的速度有多慢？是。

— 克里斯·斯特拉顿

这可能无关紧要，但是最后一句话（“从技术上讲，两个LED都将产生相同量的光...”）并不是完全正确的。频率较高的LED会比频率较低的LED产生更少的光。我在电子堆栈交换上了解到了这一点：）electronics.stackexchange.com/a/86942/30973

— ayane

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让我打开值得信赖的MIL-HDBK-217F，看看它对LED及其寿命的评价：-

影响每百万小时故障率的主要因素是温度。

有趣的是，如果我阅读有关激光二极管的下一部分，它们的确考虑了占空比脉冲，但他们的结论（第6-21页）是在占空比为50:50时，激光二极管的故障率约为该值的25％持续驱动时。

他们还得出结论（第6-22页），如果以50％的额定光输出功率操作激光二极管，其使用寿命将比以95％的额定输出功率操作激光二极管的时间长十倍。

— 安迪（aka）
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这很令人着迷，但我想知道这些基本故障率是如何得出的。为什么“光电晶体管”，“光电二极管”和“ IRLED”比“ LED”（而且没有指定类型或用途）的故障率高得多？这些值的置信区间是多少？为什么所有设备的温度系数都相同？这根本不是要贬低您的答案-消息来源清楚地说出了它的意思。但是我不禁会以为这些计算是最坏的情况。1991年在未指明的条件下-可能对美国军方只有真正的意义。

— Oleksandr R.

@OleksandrR。自撰写此评论以来，您是否对mil标准的有效性进行了任何研究？

— 安迪（aka Andy）

不幸的是没有。我不知道从哪里开始，因为在文档中没有提及任何可以评估这一点的内容。实际上，大多数情况看起来都是完全明智的，但对于基线故障率如此之低的这些非常相似的设备，似乎有一些未经认可的应用程序影响了报价值。例如，如果IRLED是用于IR照明器的高亮度LED。而且光隔离器很容易因电流或电压应力而发生故障，而不是因为LED烧坏，因此，光电晶体管输出的光隔离器更经常发生故障。

— Oleksandr R.

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劳驾。我只是看到结尾处有一个参考部分。在RADC-TR-88-97中描述了这些LED，其中指出，在48.72亿小时的工作时间内只有22个LED故障，而在3900万小时的工作中有零（！）IRLED出现故障。对于如此小的（或不存在）的样本量，很清楚产生奇数值的原因。RADC-TR-88-97还详细介绍了统计方法和结果。总体而言，它似乎比MIL-HDBK-217F更有意义。

— Oleksandr R.

@OleksandrR。也许考虑将其作为答案？

— 安迪（aka Andy）

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LED只是二极管，不会随频率“磨损”。最大电流和平均电流确实会影响LED的磨损方式，但频率不会产生我所听说过的任何影响。

另外，您的频率很低。50 kHz和50％占空比意味着10 µs接通和10 µs断开。对于LED而言，这是“漫长的”时间。

— 奥林·拉斯罗普（Olin Lathrop）
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可能需要很长时间才能达到某些效果，但是对于热降解（显然起主要作用），时间很短。

— 克里斯·H

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个人经验：

我以87kHz（占空比：1：2300）的速度驱动了额定电压为3.4V，20mA，约1A电流为5ns的标准UV LED，但在10秒钟内亮度或脉冲形状方面均未发现任何“磨损” ^ 11个脉冲。

— 斯伯
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那大约是8,000天？抱歉，这是133天（令人印象深刻的LOL）！

— 安迪（aka Andy）

OT，但是在这些极端过驱动的条件下，它会产生多少光通量？我发现效率随着电流的增加而迅速下降（由于在较高的芯片温度下载流子复合的速率增加），但是我不确定像这样的短脉冲的实际行为。

— Oleksandr R.

您如何测量实际电流？似乎要避免在驱动器和电流测量装置本身中产生感应效应是很棘手的。

— 克里斯·斯特拉顿

@OleksandrR。：有饱和效果，但几乎可以忽略。另外，由于整个设置还有其他足以产生这种效果的原因，我想说效率没有损失。但是，我并不太在乎，可以以某种方式控制光量非常重要，而1A是一个极高的价值。

— sweber

@ChrisStratton：嗯，我的确确实串联了一个很小的电阻，并使用了安捷伦的这些出色的差分3.5GHz探头之一。当然，电阻器会减小电流，但是由于光量和测量数据的估算而导致的插值得出结论，电流必须约为1A。当然，这很艰难，而且一切都准确无误。

— sweber

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没有明显的影响。LED本身仅对总寿命敏感，但可靠性以10年为单位进行测量。

由于包装或引线键合故障导致的热故障可能性更高，但是故障的可能性仍然非常低。自制系统最有可能发生的故障是Led和PCB之间或PCB和电源之间的焊点或导线。

热失效是由不同的热膨胀率引起的，由此导致的过应力会在结构上造成。较小的应力或应力循环的影响可忽略不计。考虑到LED的塑料可能是在+175 C下模制和固化的-它始终处于压力下。

LED的热时间常数可能在10-100毫秒的范围内。循环快于那会导致很小的温度偏移，这不会引起问题，而循环慢于那会限制总的循环次数。

— jp314
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