2.6 振动对产品寿命的影响
电子设备在正常使用和试验中经常受到环境冲击和振动。当产生的偏斜引起的机械应力**过了构件部件允许的工作应力时, 这种环境可引起部件和结构部分的物理损坏。
电子产品的自然频率是在设计过程中必须要考虑的一个重要参数, 因为如果自然频率在振动频率范围内的话有可能产生共振, 从而大大增加子系统的偏斜, 可使应力**过安全线。
振动环境对电连接器可能特别严酷, 因为它可引起连接器元件之间的相对运动。这种运动和其他环境应力结合可产生磨损腐蚀。
由此可产生磨损碎片, 引起接触电阻很大的变化。振动应力的可靠性改进方法包括使用坚硬材料、控制共振和减少。
2.7 负载对产品寿命的影响
不管是集成芯片还是LED 管或是开关电源, 是否在额定的负载下工作, 负载也是影响寿命的重要因素。
因为任何一个元器件都有一个疲劳损伤期, 就以电源为例, 品牌电源可输出105%~135%的功率,但如长时间使电源在如此高负载下工作, 必然加速开关电源的老化, 当然开关电源不一定马上失效, 但会使它的寿命迅速降低。
综述
从上述的各种环境因素对产品可靠性指标的影响可以看出, 产品在寿命周期过程中经历的每种环境因素都要求在设计过程中加以考虑。
这样才能保证有充分的环境强度结合到可靠性设计中。当然改善产品的使用环境、对产品的定期的维护保养不但可以及时排除隐患故障, 更有利于提高产品的可靠性, 延长产品的平均寿命。
LED广告屏在户外应用发展迅速,已经逐步成为户外广告的霸主,逐渐出现在大街小巷,形形,装扮着我们的城市,然而LED广告屏也是有寿命的,不进行合理的维护,将不能再使用。
那么,决定LE广告屏寿命的因素是什么呢?如何对症下药尤为重要,下面我们就来看看决定LED广告屏寿命的因素。
一
生产工艺对产品的影响
LED广告屏产品的生产工艺如何决定了抗疲劳性能。劣质的三防处理工艺制作出的模组抗疲劳性能难以保证,在温湿度变化时,电路板防护表面会出现裂痕,导致防护性能下降,所以LED广告屏的生产工艺也是决定显示屏寿命的关键因素。
显示屏制作所涉及到的生产工艺有:元器件储藏与预处理工艺、过炉焊接工艺、三防处理工艺、防水密封工艺等。
工艺的有效性与材料选择与配比、参数控制以及操作工素质相关,对于绝大LED显示屏厂家来说,经验的积累很重要,一个拥有多年经验的工厂对生产工艺的把控会更加有效。
二
LED光源器件性能的影响
LED灯珠器件是广告屏关键也是与寿命相关的部件。对于LED灯珠,主要是以下指标:衰减特性、防水汽渗透特性、抗紫外线性能。如果LED广告屏厂家对LED灯珠的指标性能评估不过关,就应用到广告屏中,会导致大量的质量事故,严重影响了LED广告屏的寿命。
全彩LED显示屏的在工作当中,驱动IC的作用是接收符合协议规定的显示数据(来自接收卡或者视频处理器等信息源),在内部生产PWM与电流时间变化,输出与亮度灰度刷新等相关的PWM电流来点亮LED。
驱动IC和逻辑IC以及MOS开关组成的周边IC,共同作用于全彩led显示屏的显示功能并决定其呈现的显示效果。
LED驱动芯片可分为通用芯片和芯片两种。
所谓的通用芯片,其芯片本身并非专门为LED而设计,而是一些具有全彩led显示屏部分逻辑功能的逻辑芯片(如串2并移位寄存器)。
而芯片是指按照LED发光特性而设计专门用于全彩led显示屏的驱动芯片。LED是电流特性器件,即在饱和导通的前提下,其亮度随着电流的变化而变化,而不是靠调节其两端的电压而变化。
因此芯片一个的特点就是提供恒流源。恒流源可以保证 LED的稳定驱动,消除 LED的闪烁现象,是全彩led显示屏显示高品质画面的前提。
有些芯片还针对不**业的要求增加了一些特殊的功能,如具备LED错误侦测、电流增益控制和电流校正等。
驱动IC的演进:
上个世纪90年代,全彩led显示屏应用以单双色为主,采用的是恒压驱动IC。1997年,我国出现了全彩led显示屏驱动控制芯片9701,从16级灰度跨越至8192级灰度,实现了视频的所见即所得。
随后,针对LED发光特性,恒流驱动成为全彩全彩led显示屏驱动的,同时集成度更高的16通道驱动替代了8通道驱动。
20世纪90年代末,日本Toshiba、美国Allegro和Ti等公司相继推出16通道的LED恒流驱动芯片,21世纪初,中国台系企业的驱动芯片也相继量产和使用。
如今,为了解决小间距全彩led显示屏PCB布线的问题,一些驱动IC厂家又推出了高集成的48通道的LED恒流驱动芯片。
驱动IC的性能指标:
在全彩led显示屏的性能指标中,刷新率和灰度等级以及图像表现力是为重要的指标之一。
这要求全彩led显示屏驱动IC通道间电流的高一致性、高速的通信接口速率以及恒流响应速度。过去,刷新率、灰阶以及利用率三方面是一种此消彼长的关系,要保证其中之一或其中之二的指标能够较为优异,就要适当牺牲剩下的一直两个指标。
为此,很多全彩led显示屏在实际应用中很难两全其美,要么是刷新不够,高速摄像器材拍摄下容易出现黑线条,要么是灰度不够,色彩明暗亮度不一致。
随着驱动IC厂商技术的进步,目前已经在三高问题上有所突破,已经能够解决好这些问题。
在全彩全彩led显示屏的应用中,为了保证用户长时间用眼的舒适度,低亮高灰成为考验驱动IC性能的一个尤为主要的标准。
电容器寿命和环境温度的关系
由上图右面的曲线可明显看出, 随着电容器工作环境温度的上升, 其有效寿命急剧缩短。其中有效寿命是指该种电容器达到给定故障率的时间。
而对于电子元器件, 它的失效率更受到温度的影响, 通过计算当温度每升高10℃, 它的失效率增加100 倍, 即平均寿命下降10 倍。
因此如何使产品在合适的温度下工作对产品寿命是至关重要的。目前, 常用的手段为采用各种散热方法并保持显示屏内外通风。
2.2 灰尘对产品寿命的影响
为限度地延长LED 显示屏的平均寿命, 灰尘的威胁也不容忽视。在灰尘比较大的环境中工作,由于印制板吸附灰尘, 而灰尘的沉积会影响电子元器件的热量散发, 这将导致元件温度上升, 进而出现热稳定性下降甚至产生漏电, 严重时导致烧毁。
另外,灰尘也会吸收水分, 腐蚀电子线路, 造成短路故障。灰尘体积虽小, 但对产品的危害却不可低估。
所以, 有必要定期清理, 以减少出现故障的概率。在清理显示屏内部的灰尘时, 切记断开电源, 小心操作。
2.3 潮湿对产品寿命的影响
虽然几乎所有的LED 显示屏都可以在湿度为95%的环境下正常工作, 但潮湿仍是影响产品寿命的重要因素。
潮湿气体会透过封装材料及元器件的接合面进入到IC 器件的内部, 造成内部电路氧化腐蚀断路, 以及组焊接过程中的高温会使进入IC 内部的潮湿气体受热膨胀产生压力, 使塑料从芯片或引脚框上的内部分离(脱层)、线捆接损伤、芯片损伤、内部裂纹和延伸到元件表面的裂纹, 甚至发生元件鼓胀和爆裂, 又称" 爆米花", 这将导致组装件返修甚至报废。
更为重要的是那些看不见的、潜在的缺陷会融入到产品中去, 使产品的可靠性出现问题。
潮湿环境的可靠性改进方法包括有使用防潮材料、除湿机、保护涂层/ 封盖等。