logo

Đèn LED là gì? Cấu tạo, ứng dụng của công nghệ LED

Đèn Led | 06 - 09 - 2021

Đèn LED được đánh giá là phương thức chiếu sáng ưu việt thay thế cho đèn halogen hay đèn sợi tóc… có khả năng tiết kiệm điện cao hơn và cũng an toàn hơn. Vậy đèn LED chiếu sáng là gì? Đâu là cấu tạo cũng cách thức hoạt động của đèn LED?

Định nghĩa về LED.

  • LED là từ viết tắt của Light Emitting Diode. Có nghĩa là điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N.
  • Vậy đèn LED là gì? Là dòng sản phẩm chiếu sáng áp dụng công nghệ LED để chiếu sáng.

Nguyên lý phát sáng của đèn LED

  • Nguyên lý hoạt động của LED dựa trên công nghệ bán dẫn. Khối bán dẫn P (chứa nhiều lõ trống tự do mang điện tích dương) khi ghép với khối bán dẫn N (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyển động khuếch tán sang khối N. Cùng lúc khối P lại nhận thêm điện tử (điện tích âm) từ khối N chuyển sang. Kết quả là khối P điện tích âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khối N tích điện dương.

  • Màu sắc ánh sáng phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử bán dẫn. Tùy theo mức độ năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra sẽ khác nhau

Cấu tạo của đèn LED

a. Cấu tạo chip của đèn LED

  • Chip LED được xem như là trái tim của bóng đèn LED. Khi bóng đèn sáng thì chip LED bắt buộc phải hoạt động. Trong chip có chứa 1 chip bán dẫn có pha một chút tạp chất tạo ra các tiếp giáp là P - N. Trong đó, kênh P chứa lỗ trống, và kênh N chứa điện tử. Khi mà điện tử lắp đầy lỗ trống nó sinh ra bức xạ ánh sáng.

 

  • LED được chia làm 3 loại chính theo dải công suất bao gồm: cỡ lớn, trung bình, nhỏ.
    • LED cỡ nhỏ: có dòng điện tiêu thụ từ 2mA-20mA, điện áp trên chip từ 1.5-3V.
    • LED cỡ trung bình: dòng điện tiêu thụ cỡ 100mA, được thiết kế có chân cắm để hàn vào mạch in hoặc thành 4 chân giúp tản nhiệt tốt hơn.
    • LED cỡ lớn: dòng điện tiêu thụ vài trăm đến vài Ampe, hiệu suất chiếu sáng lên đến 105lm/W.

 

b. Cấu tạo bộ mạch in của đèn LED

Chip LED sẽ không phát huy hết các ưu điểm nếu như mạch in của đèn không được đảm bảo chất lượng.

 

  • Chất lượng của mạch in ảnh hưởng đến mối hàn giữa LED với mạch in và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của đèn. Nếu mạch in chất lượng không đảm bảo và mối hàn không tốt dễ gây ra oxi hóa đứt mạch in. Điều này dẫn đến việc đèn không thể phát sáng được sau một thời gian sử dụng.
  • Trong thực tế chất liệu của mạch in thường được làm bằng nhôm hoặc gốm. Đối với điều kiện khí hậu của Việt Nam đặc trưng là nhiệt đới độ ẩm cao. Nên lựa chọn chất liệu mạch in làm bằng gốm hoặc nhôm là sự lựa chọn hoàn hảo nhất.

 

c. Cấu tạo bộ nguồn cung cấp cho đèn LED

Yêu cầu của bộ nguồn đèn LED

 

  • Bộ nguồn cung cấp điện cho đèn LED phải đảm bảo cung cấp cung cấp dòng điện và điện áp ổn định phù hợp với loại LED đang sử dụng.
  • Các linh kiện chế tạo bộ nguồn phải có tuổi thọ sử dụng tương đương với tuổi thọ của LED. Đây là điểm vô cùng quan trọng mà tất cả các hãng sản xuất đèn cần lưu ý.
  • Với những loại đèn có có công suất nhỏ bộ nguồn đơn giản chỉ là một nguồn áp kết hợp với một điện trở hạn dòng cho LED.

  • Bộ nguồn đèn LED có thể là loại điện áp không đổi. Thường là 10V, 12V và 24V hoặc loại ổn định dòng 350mA, 700mA và 1A.

6 khối cơ bản của mạch điện bộ nguồn

  • Khối 1: là một cầu diode chỉnh lưu biến đổi nguồn điện đầu vào xoay chiều AC thành dòng điện một chiều DC.
  • Khối 2: nguyên lý của khối này là tạo ra xung dao động một chiều cao cho biến áp trong khối 4 hoạt động.
  • Khối 3: loại bỏ các nhiễu cao áp để tăng tuổi thọ đèn LED, khối này chỉ có trên những bộ nguồn cao cấp.
  • Khối 4: là khối công suất hạ điện áp xuống ngưỡng điện áp hoạt động của đèn LED 10V, 12V hay 24VDC. Chất lượng biến áp sẽ quyết định chất lượng của bộ nguồn.
  • Khối 5: giúp san phẳng điện áp đầu ra giúp ánh sáng của đèn LED ổn định và không gây ra mỏi mắt cho người dùng.
  • Khối 6: là bộ đèn LED một bộ nguồn tốt là có đầy đủ 5 khối trên và dùng các linh kiện tốt.

 

d. Cấu tạo bộ tản nhiệt

Đèn LED phải được tích hợp bộ phận tản nhiệt để đưa phần tinh thể sáng xuống nhiệt độ thấp nhanh nhất. Với mục đích khi đèn LED có công suất lớn nhưng phân tử sẽ không bị ảnh hưởng và giảm tuổi thọ. Hiệu suất phát sáng được đảm bảo và tuổi thọ được kéo dài lâu hơn.

e. Cấu tạo vỏ đèn LED

 

  • Vỏ đèn LED được thiết kế dùng để bảo vệ các bộ phận bên trong của đèn. Thiết kế vỏ đèn thể hiện tính thẩm mỹ cho cả bộ đèn. Chính vì thế vai trò của vỏ đèn là vô cùng quang trọng.

  • Tùy vào từng loại đèn lại có kết cấu vỏ khác nhau để phù hợp với mục đích sử dụng đèn. Chất liệu vỏ đèn thường được dùng là nhựa epoxy hoặc hợp kim nhôm.
    • Các sản phẩm chiếu sáng ngoài trời do đặc thù môi trường chiếu sáng nên chất liệu hợp kim nhôm sẽ được ưu tiên. Ví dụ như đèn đường LED, đèn LED âm đất
    • Những mẫu đèn có thể sử dụng nhựa đó là: đèn LED ốp trần, đèn LED panel,..

Ưu điểm của đèn LED

Tuổi thọ

  • Đèn LED là dòng sản phẩm hiện đại. Khi nhắc đến ưu điểm phải kể đến tuổi thọ dài.
  • Đèn LED đạt tuổi thọ lên đến 65.000 giờ chiếu sáng. Trong khi đó các loại đèn truyền thống chỉ đạt từ 1.000 đến 2.000 giờ.

Hiệu suất chiếu sáng

  • Với các mẫu đèn truyền thống hiệu suất chiếu sáng rơi vào khoảng 70 - 80 lm/w. Trong khi đó đèn LED có hiệu suất chiếu sáng trung bình là 100 lm/w. Với những mẫu đèn sử dụng chip LED chất lượng cao thì còn có thể đạt đến 130-150 lm/w.

Khả năng tiết kiệm điện

  • Hiệu suất chiếu sáng cao giúp cho khả năng tiết kiệm điện ngày càng hoàn hảo.

Ứng dụng của đèn LED

 

Tags:

Tin Mới Nhất