PRÉDICTION À VIE D'UN CIRCUIT DE PILOTAGE DE LED À UN ÉTAGE UTILISANT LE RÉSEAU DE CROYANCE BAYÉSIENNE

Lifetime prediction of LED driver using Bayesian Belief Network

Auteurs

  • SRIDHAR MAKKAPATI REC Laboratory, Department of EEE, Sri Sivasubramaniya Nadar College of Engineering, Chennai, India Author
  • SEYEZHAI RAMALINGAM REC Laboratory, Department of EEE, Sri Sivasubramaniya Nadar College of Engineering, Chennai India Author

DOI :

https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2023.4.5

Mots-clés :

Diode électroluminescente (DEL), Convertisseur d'inductance primaire asymétrique, Circuit d'annulation d'ondulation parallèle, Réseau de croyances bayésiennes (BBN), Condensateur électrolytique (EC), Temps moyen jusqu'à défaillance (MTF)

Résumé

Dans l'éclairage à diodes électroluminescentes (LED), le conducteur contrôle la durée de vie et l'ampoule LED. Il est essentiel de prédire la durée de vie du conducteur dès sa conception. Cet article propose une méthode viable pour prédire la durée de vie du driver LED en fonction de son taux de défaillance. Une nouvelle topologie de circuit d'annulation d'ondulation parallèle (PRC) intégrée à convertisseur d'inductance primaire asymétrique (SEPIC) de 30 W est considérée pour estimer la durée de vie du circuit de commande. Le modèle de taux de défaillance est considéré comme une base pour prédire la durée de vie des pilotes de LED à l'aide de l'analyse du réseau de croyances bayésien (BBN). Les maillons les plus faibles sont les principaux composants permettant d'estimer la durée de vie, et ce sont des dispositifs actifs et des condensateurs utilisés dans le circuit pilote. Le condensateur de sortie est considéré comme étant d'une certaine importance selon la littérature existante, et le cours proposé a été conçu sans utiliser de condensateur électrolytique (EC) pour améliorer la fiabilité du circuit pilote. Cette approche garantit un moyen efficace d’accéder de manière lucrative au temps moyen jusqu’à défaillance (MTTF) ou à la durée de vie du pilote de LED.

Références

(1) C.C. Raicu, G.C. Seritan, B. Enache, 48 V Network Adoption for Automotive Lighting Systems, Rev. Roum. Sci. Techn. –Électrotechn. Et Énerg, 66, 4, pp. 231–236 (2021)

(2) J. Huang, D.S. Golubovic, S. Koh, D. Yang, X. Li, X. Fan, G.Q. Zhang, Degradation mechanisms of mid-power white-light LEDs under High-Temperature–humidity conditions, IEEE Transactions on Device and Materials Reliability,15, 2, pp. 220–228, (2015).

(3) M. Shoyama, T Kurachi, T Ninomiya, Ripple current analysis of an electrolytic capacitor in power factor correctors, Electronics and Communications in Japan (Part II: Electronics), 79, 4, pp. 93–101 (1996).

(4) T.H. Van, T.L. Van, T.M.N. Thi, M.Q. Duong, G.N. Sava, Improving the output of dc-dc converter by phase shift full bridge applied to renewable energy, Rev. Roum. Sci. Techn. –Électrotechn. Et Énerg, 66, 3, pp.175–180, (2021).

(5) L. Gu, X. Ruan, M. Xu, K. Yao, Means of eliminating electrolytic capacitor in ac/dc power supplies for LED lightings, IEEE Transactions on Power Electronics, 24, 5, pp. 1399–1408 (2009).

(6) X. Ruan, B. Wang, K. Yao, S. Wang, Optimum Injected Current Harmonics to Minimize Peak-to-Average Ratio of LED Current for Electrolytic Capacitor-Less AC–DC Drivers, IEEE Transactions on Power Electronics, 26, 7, pp. 1820–1825 (2010).

(7) S. Wang, X. Ruan, K. Yao, S. -C. Tan, Y. Yang, Z. Ye, A flicker-free electrolytic capacitor-less ac–dc LED driver, IEEE Trans. on Power Electronics, 27, 11, pp. 4540–4548 (2012).

(8) L. Davis, M. Hansen, Lumen and Chromaticity Maintenance Behavior of Light-Emitting Diode (LED) Packages Based on LM-80 Data, Office of Scientific and Technical Information (OSTI) (2020).

(9) G.K. Hobbs, H. Hass, Accelerated reliability engineering, Hobbs Engineering Corporation, Westminster, CO. (2005).

(10) L. Yunfei, X. Haiping, Y. Zengquan, L. Jinhua, Developing an accelerated life test method for LED driver and failure analysis, IECON 2017-43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, pp. 5039–5042 (2017).

(11) A.N. Padmasali, S.G. Kini, A novel measure to analyse the reliability of LED luminaires, Lighting Res. & Technol., 51, 7, pp. 1063–1076 (2019).

(12) B. Sun, X. Fan, L. Li, H. Ye, W. van Driel, G. Zhang, A reliability prediction for integrated LED lamp with electrolytic capacitor-free driver, IEEE Trans. on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 7, 7, pp. 1081–1088 (2017).

(13) S. Pal, B. Singh, A. Shrivastava, Quasi‐constant bus voltage CrCM boost PFC fed LLC resonant converter in high power LED lighting systems, International Journal of Circuit Theory and Applications, 49, 2, pp.1583–1598 (2021).

(14) H. Zhang, Reliability and lifetime prediction of LED drivers, 14th China International Forum on Solid State Lighting: IEEE-International Forum on Wide Bandgap Semiconductors China, pp. 24-27 (2017).

(15) H. Zhang, A viable non-testing method to predict the lifetime of LED drivers, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 6, 3, pp.1246-1251 (2018).

(16) S. Lan, C.M. Tan, K. Wu, Reliability study of LED driver–A case study of black box testing, Microelectronics Reliability, 52, 9-10, pp.1940-1944, (2012).

(17) H. Liao, E.A. Elsayed, Reliability inference for field conditions from accelerated degradation testing, Naval Research Logistics (NRL), 53, 6, pp. 576–587 (2016).

(18) M. Meneghini, M. Dal Lago, N. Trivellin, G. Meneghesso, E. Zanoni, Degradation mechanisms of high-power LEDs for lighting applications: An Overview, IEEE Transactions on Industry Applications, 50, 1, pp.78–85 (2014).

(19) K.C. Yung, B. Sun, X. Jiang, Prognostics-based qualification of high-power white LEDs using Lévy process approach, Mechanical Systems and Signal Processing, 82, pp. 206–216 (2017).

(20) E. Ruijters, M.Stoelinga, Fault tree analysis: A survey of the state-of-the-art in modeling, analysis and tools, Computer science review, 15, pp. 29–62 (2015).

(21) B. Cai, X.Kong, Y. Liu, J. Lin, X. Yuan, H. Xu, R. Ji, Application of Bayesian networks in reliability evaluation. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 15, 4, pp. 2146–2157 (2018).

(22) D. Zhu, Y. Jiang, Thruster fault diagnosis in autonomous underwater vehicle based on Bayesian network, Int. Conf. on Electrical, Communication, and Computer Engineering (ICECCE), pp. 1–5 (2021).

(23) ***MIL-HDBK-217F, Military Handbook: Reliability Prediction of Electronic Equipment, Department of Defense, Washington, DC (1992).

(24) D. Ziane, A. Azib, A. Oubelaid, N. Taib, T. Rekioua, D. Rekioua, Proposed power factor correction circuit based on the single-ended primary-inductor converter controlled by sliding mode control strategy used in an electric vehicle charging station, Rev. Roum. Sci. Techn. –Électrotechn. Et Énerg, 67, 3, pp. 241–245 (2022).

(25) S. Makkapati, S. Ramalingam, Design and Implementation of Single Stage SEPIC Integrated Parallel Ripple Cancellation Method for LED Lighting, Advances in Electrical and Computer Engineering, 22, 4, pp. 39–46 (2022).

(26) J.L. Quigley, U.B. Kjaerulff, A.L. Madsen, Bayesian networks and influence diagrams: a guide to construction and analysis, J.of the American Statistical Association, 104 (2009).

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Publiée

2023-12-23

Numéro

Rubrique

Électrotechnique et électroénergétique | Electrical and Power Engineering

Comment citer

PRÉDICTION À VIE D’UN CIRCUIT DE PILOTAGE DE LED À UN ÉTAGE UTILISANT LE RÉSEAU DE CROYANCE BAYÉSIENNE: Lifetime prediction of LED driver using Bayesian Belief Network. (2023). REVUE ROUMAINE DES SCIENCES TECHNIQUES — SÉRIE ÉLECTROTECHNIQUE ET ÉNERGÉTIQUE, 68(4), 351-356. https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2023.4.5