常見問題
改善使用環(huán)境可延長LED顯示屏的壽命！方法都在這了！
河南華納led屏常見問題
1、前言
LED顯示屏具有高亮度、安裝靈活、高效低耗等優(yōu)點(diǎn)，使得它在顯示面積較為靈活視距較遠(yuǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。目前，中國有近千家LED顯示屏廠商，但具有一定生產(chǎn)規(guī)模的不足百家。在當(dāng)今激烈的市場競爭中，用戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高。
產(chǎn)品的性價比在決定高技術(shù)產(chǎn)品是否能占據(jù)大的市場份額時就成了最重要的因素之一。目前,消費(fèi)者在選擇產(chǎn)品時已越來越重視產(chǎn)品的性價比,即產(chǎn)品的使用價值是否與產(chǎn)品本身的銷售價值相當(dāng)。當(dāng)然產(chǎn)品的使用價值取決于許多因素,如產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)、產(chǎn)品所提供的功能、市場的領(lǐng)先性、當(dāng)然還包括產(chǎn)品的壽命等。
對于產(chǎn)品而言,其壽命可分為經(jīng)濟(jì)壽命、技術(shù)壽命、使用壽命和平均壽命。產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)壽命(又稱價值壽命)，是根據(jù)產(chǎn)品的使用費(fèi)(包括維持費(fèi)和折舊費(fèi))來確定的壽命，通常是指在最低年平均使用成本的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的使用期限;經(jīng)濟(jì)壽命用于確定產(chǎn)品的最佳折舊年限和最佳更新時機(jī);技術(shù)壽命是產(chǎn)品在技術(shù)上有存在價值的期限，即從產(chǎn)品開始使用,至被技術(shù)上更為先進(jìn)的新型設(shè)備所替代的全部經(jīng)歷期，技術(shù)壽命的長短決定于設(shè)備無形磨損的速度。
事實(shí)上，目前LED顯示屏的技術(shù)壽命一般只有3年;使用壽命是指產(chǎn)品從投入使用到完全失效的時間。LED顯示屏作為集LED顯示技術(shù)、視覺原理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、視頻技術(shù)、電子技術(shù)于一體的集成系統(tǒng)，又可以分割成相互獨(dú)立的部分，而其中每一部分均具有可替換性，因此在實(shí)際使用中，LED顯示屏的使用壽命相當(dāng)長，有的甚至可達(dá)數(shù)十年之久。
平均壽命(又稱平均無故障工作時間或MTBF)是指兩次故障之間所經(jīng)歷的時間，是一種統(tǒng)計(jì)平均值，MTBF值的確定，通常采用理論統(tǒng)計(jì)法和經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法，理論統(tǒng)計(jì)法是根據(jù)器件、組件及約束條件的實(shí)際情況，累計(jì)平均得到的數(shù)據(jù)。經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法是根據(jù)工廠或?qū)嶒?yàn)室破壞性記錄，累計(jì)平均得到的數(shù)據(jù)。不管用何種方法產(chǎn)品的可靠性的變化都是有規(guī)律的。以失效率為例,其隨時間的變化曲線像一只浴盆，這就是通常所說的"浴盆曲線"，如圖1所示。從浴盆曲線可以看出，產(chǎn)品的壽命期可分為三個階段：早期壽命期;使用壽命期;損耗壽命期。
圖1產(chǎn)品失效的“浴盆曲線”
上圖所示為著名的"浴盆"曲線,左邊斜線部分為早期故障率,其故障率一般較高且隨著時間推移很快下降。曲線中部為使用壽命期,其故障率一般很低且基本固定。最右部為耗損期,失效率急速升高。電子產(chǎn)品制造商一般通過測試、老化、篩選等手段將早期故障盡量剔除,然后提供給客戶使用。當(dāng)使用壽命期將盡,產(chǎn)品也即將進(jìn)入故障高發(fā)期,需要報(bào)廢或更新?lián)Q代了。
2、環(huán)境因素對產(chǎn)品壽命的影響
2.1溫度對產(chǎn)品壽命的影響
眾所周知,任何產(chǎn)品在使用壽命期內(nèi)并且只有在合適工作條件下的故障率才很低,而LED顯示屏作為集成的電子產(chǎn)品,它主要由裝連有電子元器件的控制板、開關(guān)電源、發(fā)光器件等組成,而所有這些的壽命都與工作溫度有密切的關(guān)系。如果實(shí)際工作溫度超過了產(chǎn)品規(guī)定的使用范圍,不僅壽命會縮短,而且產(chǎn)品本身也會受到嚴(yán)重的損壞。
僅以電容器為例,不考慮紋波、頻率、ESR等因素,電容器的估計(jì)壽命可用下述公式表示:
其中,L0表示最高工作溫度下的壽命,Tmax表示最高工作溫度,Ta表示實(shí)際環(huán)境溫度。由此可見,如果環(huán)境溫度每升高10℃,電容器壽命將下降一倍。
圖2電容器壽命和環(huán)境溫度的關(guān)系
由上圖右面的曲線可明顯看出,隨著電容器工作環(huán)境溫度的上升,其有效壽命急劇縮短。其中有效壽命是指該種電容器達(dá)到給定故障率的時間。而對于電子元器件,它的失效率更受到溫度的影響,通過計(jì)算當(dāng)溫度每升高10℃,它的失效率增加100倍,即平均壽命下降10倍。因此如何使產(chǎn)品在合適的溫度下工作對產(chǎn)品壽命是至關(guān)重要的。目前,最常用的手段為采用各種散熱方法并保持顯示屏內(nèi)外通風(fēng)。
2.2灰塵對產(chǎn)品壽命的影響
為最大限度地延長LED顯示屏的平均壽命,灰塵的威脅也不容忽視。在灰塵比較大的環(huán)境中工作,由于印制板吸附灰塵,而灰塵的沉積會影響電子元器件的熱量散發(fā),這將導(dǎo)致元件溫度上升,進(jìn)而出現(xiàn)熱穩(wěn)定性下降甚至產(chǎn)生漏電,嚴(yán)重時導(dǎo)致燒毀。另外,灰塵也會吸收水分,腐蝕電子線路,造成短路故障?；覊m體積雖小,但對產(chǎn)品的危害卻不可低估。所以,有必要定期清理,以減少出現(xiàn)故障的概率。在清理顯示屏內(nèi)部的灰塵時,切記斷開電源,小心操作。
2.3潮濕對產(chǎn)品壽命的影響
雖然幾乎所有的LED顯示屏都可以在濕度為95%的環(huán)境下正常工作,但潮濕仍是影響產(chǎn)品壽命的重要因素。潮濕氣體會透過封裝材料及元器件的接合面進(jìn)入到IC器件的內(nèi)部,造成內(nèi)部電路氧化腐蝕斷路,以及組焊接過程中的高溫會使進(jìn)入IC內(nèi)部的潮濕氣體受熱膨脹產(chǎn)生壓力,使塑料從芯片或引腳框上的內(nèi)部分離(脫層)、線捆接損傷、芯片損傷、內(nèi)部裂紋和延伸到元件表面的裂紋,甚至發(fā)生元件鼓脹和爆裂,又稱"爆米花",這將導(dǎo)致組裝件返修甚至報(bào)廢。更為重要的是那些看不見的、潛在的缺陷會融入到產(chǎn)品中去,使產(chǎn)品的可靠性出現(xiàn)問題。潮濕環(huán)境的可靠性改進(jìn)方法包括有使用防潮材料、除濕機(jī)、保護(hù)涂層/封蓋等。
2.4具有腐蝕性的氣體對產(chǎn)品壽命的影響
濕度和含鹽空氣環(huán)境可引起系統(tǒng)性能的退化,因?yàn)樗鼈儠觿〗饘俨考母g效應(yīng),還有利原電池的產(chǎn)生,特別是當(dāng)不同類金屬接觸的時候。濕汽和含鹽空氣的另一個有害效應(yīng)是在非金屬部件表面形成導(dǎo)致這些材料的絕緣和介質(zhì)特性退化的膜,從而形成泄漏通路。絕緣材料吸收潮氣還可引起材料體積傳導(dǎo)率和耗散系數(shù)的增加。潮濕和含鹽空氣環(huán)境的可靠性改進(jìn)方法包括使用氣密性密封、防潮材料、除濕機(jī)、保護(hù)涂層/封蓋和減少使用不同類的金屬等。
2.5電磁輻射對產(chǎn)品壽命的影響
射頻輻射對電子系統(tǒng)的干擾一般來自兩個途徑。一個途徑是輻射場的電噪聲干擾直接竄入系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)場強(qiáng)達(dá)到5V/m時,系統(tǒng)肯定會出錯,電磁干擾足以改變CPU程序計(jì)數(shù)器PC的數(shù)值,使微機(jī)錯誤地"跳出"正在執(zhí)行程序,特別是對小信號電路。而存貯器在場強(qiáng)為15V/m時則無法正常工作。射頻輻射干擾的另一種途徑是通過電源引入的。外架的輸電線相當(dāng)于接收天線,把輻射干擾引入系統(tǒng),這種干擾嚴(yán)重時可燒毀系統(tǒng)本身的電源。
電磁輻射同時也會對視頻和通訊信號進(jìn)行干擾,與雷達(dá)輻射頻率相近的電視臺受到的圖像和伴音干擾最嚴(yán)重,輻射干擾信號由電視天線進(jìn)入,和電視信號一起經(jīng)過處理而輸出形成干擾。在其它的頻道上,當(dāng)輻射場強(qiáng)高時,可形成直檢或干擾。輻射場對電視機(jī)產(chǎn)生干擾而影響其可靠性,以致于燒毀的另一個原因是輻射干擾經(jīng)電源線竄入。由于輸電線的再輻射作用,使其外部空間輻射場強(qiáng)瞬時高達(dá)40～50V/m,這樣竄入電源線的干擾脈沖及空間場的感應(yīng)作用會使電視機(jī)中抗干擾能力薄弱的電路發(fā)生故障。通常,降低干擾效應(yīng)要求采取過濾和屏蔽措施及選用較不敏感的元器件和電路。
2.6振動對產(chǎn)品壽命的影響
電子設(shè)備在正常使用和試驗(yàn)中經(jīng)常受到環(huán)境沖擊和振動。當(dāng)產(chǎn)生的偏斜引起的機(jī)械應(yīng)力超過了構(gòu)件部件允許的工作應(yīng)力時,這種環(huán)境可引起部件和結(jié)構(gòu)部分的物理損壞。
電子產(chǎn)品的自然頻率是在設(shè)計(jì)過程中必須要考慮的一個重要參數(shù),因?yàn)槿绻匀活l率在振動頻率范圍內(nèi)的話有可能產(chǎn)生共振,從而大大增加子系統(tǒng)的偏斜,可使應(yīng)力超過安全線。振動環(huán)境對電連接器可能特別嚴(yán)酷,因?yàn)樗梢疬B接器元件之間的相對運(yùn)動。這種運(yùn)動和其他環(huán)境應(yīng)力結(jié)合可產(chǎn)生磨損腐蝕。由此可產(chǎn)生磨損碎片,引起接觸電阻很大的變化。振動應(yīng)力的可靠性改進(jìn)方法包括使用堅(jiān)硬材料、控制共振和減少自由運(yùn)動。
2.7負(fù)載對產(chǎn)品壽命的影響
不管是集成芯片還是LED管或是開關(guān)電源,是否在額定的負(fù)載下工作,負(fù)載也是影響壽命的重要因素。因?yàn)槿魏我粋€元器件都有一個疲勞損傷期,就以電源為例,品牌電源可輸出105%~135%的功率,但如長時間使電源在如此高負(fù)載下工作,必然加速開關(guān)電源的老化,當(dāng)然開關(guān)電源不一定馬上失效,但會使它的壽命迅速降低。
綜述：
從上述的各種環(huán)境因素對產(chǎn)品可靠性指標(biāo)的影響可以看出，產(chǎn)品在壽命周期過程中經(jīng)歷的每種環(huán)境因素都要求在設(shè)計(jì)過程中加以考慮。這樣才能保證有充分的環(huán)境強(qiáng)度結(jié)合到可靠性設(shè)計(jì)中。當(dāng)然改善產(chǎn)品的使用環(huán)境、對產(chǎn)品的定期的維護(hù)保養(yǎng)不但可以及時排除隱患故障，更有利于提高產(chǎn)品的可靠性，延長產(chǎn)品的平均壽命。
來源：網(wǎng)絡(luò)
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