Đèn LED Là Gì?

đăng trong: Kinh Nghiệm | 0

LED là gì? Đèn LED được cấu tạo như thế nào. Hôm nay Thế Giới Đèn Điện Halolight xin chia sẻ với các bạn một số thông tin về LED cũng như ứng dụng của nó trong đời sống hiện nay.

LED là gì?

LED là viết tắt của từ “Light Emitting Diode”, có nghĩa là điốt phát quang, là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N. Về cơ bản, LED là thiết bị bán dẫn tạo ra ánh sáng.

Ban đầu đèn LED chỉ được sử dụng để làm tín hiệu, như đèn thông báo bật/tắt của các thiết bị điện tử, kiểm tra xem thiết bị điện tử đó có điện hay chưa có điện, nhưng bây giờ chúng được sử dụng rộng rãi cho nhiều ứng dụng chiếu sáng lớn và nhỏ khác nhau như chiếu sáng trong nhà, chiếu sáng ngoài trời và cả chiếu sáng trang trí. Dưới đây là hình ảnh của LED:

led-la-gi

Hình ảnh bên trên là bốn công nghệ đóng gói LED được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Ký hiệu điện tử của LED

ky-hieu-dien-tu-con-led

Biểu tượng thể hiện điốt với cực âm, cực dương và hai mũi tên thể hiện sự phát sáng.

Đèn LED có một lịch sử lâu đời, kể từ năm 1907 khi một nhà vật lý người Anh phát hiện ra các tinh thể carbide silicon có thể tạo ra ánh sáng khi bị dòng điện đi qua. Rubin Braunstein của Tổng công ty Radio của Mỹ cùng với Robert Biard và Gary Pittman của Texas Instruments đã đóng góp vào sự phát triển của đèn LED hồng ngoại. Năm 1962, một nhà khoa học của GE, Nick Holonyak phát triển đèn LED ánh sáng nhìn thấy được đầu tiên. Đèn LED này phát ra ánh sáng đỏ. Sau đó George Craford phát triển đèn LED ánh sáng màu vàng. Và vào đầu những năm 1990, Shuji Nakamura của công ty Nichia đã phát minh ra đèn LED với ánh sáng xanh, mở đường cho sự lai tạo ra đèn LED ánh sáng trắng vào cuối những năm 1990.

Đèn LED hoạt động thế nào?

Cũng tương tự như một con điốt, đèn LED có cấu tạo bao gồm một cực âm và một cực dương được tách ra bởi một khối bán dẫn tại trung tâm. Khối bán dẫn này được ghép bởi hai loại P và N. Toàn bộ được đặt trong một vỏ nhựa, có tác dụng như một lăng kính để định hướng ánh sáng phát ra ngoài.

so-do-cau-tao-den-led

Sơ đồ cấu tạo của đèn LED

Khi cho dòng điện chạy tự cực đương (phía P) tới cực âm (phía N). Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp P-N, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng, hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó.

quang-pho-cua-buc-xa-dien-tu

Hình trên cho thấy quang phổ của bức xạ điện từ. Trong các thành phần khác nhau của ánh sáng đỏ có thể nhìn thấy có bước sóng dài nhất là 700 nm (ít năng lượng nhất) trong khi tím có bước sóng ngắn nhất 400 nm (nhiều năng lượng nhất).

Vì một đèn LED tạo ra ánh sáng trong một dải hẹp của các bước sóng, phosphor thường được sử dụng để cải thiện quang phổ ánh sáng trắng được tạo ra bởi một đèn LED. Nó cũng có thể kết hợp nhiều con LED với các bước sóng khác nhau để tạo ra ánh sáng với quang phổ đầy đủ.

Cấu tạo của sản phẩm đèn LED chiếu sáng

Dưới đây là cấu tạo của một sản phẩm đèn LED phổ biến nhất là đèn LED Bulb.

cau-tao-bong-den-led

Không chỉ đúng với kiểu đèn LED Bulb, các loại đèn LED kiểu dáng khác cũng thường có các bộ phận tương tự trong cấu tạo của bộ đèn. Chúng ta sẽ đi từ các bộ phận ở trên xuống:

  • Phần lăng kính: Ánh sáng đèn LED là ánh sáng hướng. Góc phân bố ánh sáng tiêu chuẩn của đèn LED là 180 độ và ánh sáng phát ra vào khoảng nửa trên của bóng đèn. Đối với một số đèn LED, góc phân bố có thể điều chỉnh được, có chùm hẹp, rộng khách nhau. Góc chiếu sáng có thể được thay đổi bằng lăng kính. Lăng kính Polycarbonate được ưu tiên sử dụng vì chúng ít cản ánh sáng và tương đối dễ sản xuất. Chất lượng bề mặt và hình dáng của lăng kính rất quan trọng để đảm bảo sự lan truyền của ánh sáng và để hạn chế tổn thất trong sản lượng ánh sáng.
  • Phần chip LED: Như chúng ta đã tìm hiểu ở trên, đây là bộ phận phát ra ánh sáng cho đèn.
  • Phần bề mặt: Thường là một lõi kim loại PCB được sử dụng để gắn đèn LED. Bên cạnh việc cung cấp bề mặt để gắn chip LED, lõi kim loại còn dùng giúp chuyển nó vào bộ tản nhiệt với bề mặt tiếp xúc rộng hơn.
  • Phần tiếp xúc: Thông thường là keo hoặc dầu mỡ. Phần này được sử dụng để tối đa tiếp xúc khi gắn phần bề mặt vào bộ phận tản nhiệt giúp tối đa hóa việc truyền tải nhiệt.
  • Bộ phận tản nhiệt: Bộ phận tản nhiệt có hai loại đó là tản nhiệt chủ động và tản nhiệt bị động. Tản nhiệt chủ động, thường là quạt dùng để lưu thông không khí. Tản nhiệt bị động sử dụng vây kim loại để làm tiêu tán nhiệt. Tản nhiệt chủ động thường tản nhiệt tốt hơn, nhưng trong hầu hết các ứng dụng, tản nhiệt bị động là đủ để giúp cho bộ đèn có nhiệt độ hoạt động tốt nhất.

Ưu điểm của công nghệ LED

Đèn LED có rất nhiều các ưu điểm và lợi ích khác nhau có thể kể đến. Sau đây là một trong những ưu điểm chính của công nghệ đèn LED.

  • Hiệu suất ánh sáng – Năm 2002, hiệu suất ánh sáng từ đèn LED đã ở mức 20 lm/W. Đèn ngày hôm nay các thiết bị đèn LED thương mại có hiệu suất lên 150 lm/W. Và theo báo cáo các bóng đèn thử nghiệm đã cho ra sản lượng ánh sáng lên đến 208 lm/W. Hiệu suất đạt được đã vượt xa ánh sáng được sản xuất bởi bóng đèn sợi đốt (15 lm/W) hoặc đèn huỳnh quang (80-95 lm/W). Với hiệu suất cao hơn, đồng nghĩa với mức tiêu thụ điện năng thấp hơn, như vậy thì khả năng hoàn vốn khi sử dụng đèn LED so với các bóng đèn truyền thống trên là chỉ trong khoảng trên dưới 1 năm tùy theo thời gian sử dụng.
  • Tuổi thọ – Đèn LED có tuổi thọ từ 30.000 đến 100.000 giờ. Hầu hết các đèn LED thương mại có tuổi thọ từ 30.000 đến 50.000 giờ. Điều này có nghĩa là khi sử dụng đèn LED, bạn có thể sử dụng chúng kéo dài từ 10 đến 30 năm, tùy thuộc vào số giờ hoạt động mỗi ngày. Tuổi thọ cao làm giảm chi phí bảo trì và làm cho những bóng đèn này đặc biệt phù hợp với các vị trí khó tiếp cận, như đèn nhà xưởng hay đèn đường, là những nơi có chi phí bảo trì đáng kể.
  • Đặc tính hoạt động – LED hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn, không nhạy cảm với nhiệt độ thấp và không bị ảnh hưởng khi bị bắt tắt thường xuyên. Điều này làm cho chúng an toàn hơn, hiệu quả hơn trong môi trường lạnh như khi sử dụng đèn ngoài trời, đèn tủ lạnh và đèn kho lạnh, và tốt hơn cho các ứng dụng đòi hỏi phải thường xuyên chuyển mạch và tắt đèn. Những bóng đèn không bị ảnh hưởng bởi rung động khiến chúng trở thành lựa chọn tốt nhất cho những chỗ như cầu.
  • Chống sốc – Các thành phần hoạt động của đèn LED được cách ly với bề mặt bên ngoài với một lớp cách điện chất lượng cao. Các điện cực được và gói đèn LED và cách thành phần điện tử đều nằm trong vỏ bọc an toàn. Một lớp vật liệu giữa LED và tản nhiệt đảm bảo rằng không có dòng điện nào có thể rò rỉ vào tản nhiệt.
  • Chống rung – Nếu bạn nhìn vào hình ảnh của đèn LED ở đầu trang, bạn sẽ nhận thấy rằng các điện cực được bọc trong lớp nhựa acrylic trong suốt. Không có dây tóc bóng đèn do đó, đèn LED có khả năng chống rung động. Nhiều người sử dụng ôtô, xe gắn máy và các thiết bị đi lại đã chuyển qua sử dụng đèn LED vì ưu điểm này.

Lời kết

Trên đây là những thông tin cơ bản để trả lời cho câu hỏi Đèn LED là gì? Mọi ý kiến đóng góp hay bất kì thắc mắc gì khác, hãy liên hệ với chúng tôi qua biểu mẫu liên hệ trên website hoặc các kênh mạng xã hội của Halolight.

Theo sau Halolight:

Bài viết mới nhất từ

Gửi Phản Hồi