Đèn LED

Đèn LED là một linh kiện bán dẫn xuất hiện ngày càng phổ biến. Từ đèn chiếu sáng, biển quảng cáo, màn hình TV, điện thoại đến đèn khử khuẩn UV. Chúng có cấu tạo, nguyên lý hoạt động thế nào? Hãy cùng Elecfarm tìm hiểu qua bài viết sau.

1. Cấu tạo

LED (Light Emitting Diode) hay diode phát quang là các diode có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như diode, LED được cấu tạo từ khối bán dẫn loại p và loại n ghép với nhau.

LED được gắn lại với nhau nhằm nâng cao khả năng phát ánh sáng. Ba loại tổ hợp phổ biến hiện này là: DIP, SMD và COB.

Trong ứng dụng làm thiết bị chiếu sáng, các chip LED được lắp ráp với nhau thành một nguồn phát ánh sáng nằm bên trong các sản phẩm có hình dạng như: bóng tròn, tuýp dài, hình nến, hình cầu, downlight… được gọi là đèn LED.

2. Nguyên lí hoạt động

Cách hoạt động:

• Đèn LED dựa trên công nghệ bán dẫn nên hoạt động của nó giống với nhiều loại đi-ốt bán dẫn.
• Khối bán dẫn loại P có chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương. Nên khi ghép khối bán dẫn N thì các lỗ trống sẽ chuyển động khuếch tán sang khối N. Cùng lúc đó, khối P lại nhận thêm các điện tử mang điện tích âm từ khối N chuyển sang.
• Kết quả là khối P tích điện âm (dư thừa điện tử và thiết hụt chỗ trống) trong khi khối N tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa chỗ trống).
• Ở biên giới hai mặt bên tiếp giáp P – N, một số điện tử sẽ bị lỗ trống thu hút. Khi chúng tiến lại gần nhau sẽ tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này sẽ giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng.
• Tùy thuộc vào mức năng lượng được giải phóng ra cao hay thấp, bước ánh sáng phát ra sẽ khác nhau. Mức năng lượng sẽ hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn.

3. Các loại đèn LED phổ biến

3.1 Đèn LED dây

Đây là loại đèn có công suất lớn được gắn trên bảng mạch linh hoạt tạo thành một sợi dây dài dùng để trang trí nhà cửa, nội thất hay cảnh quan thiên nhiên. LED dây khá thân thuộc với mỗi gia đình trong các dịp lễ tết.

3.2. Đèn LED âm trần

Được sử dụng chủ yếu tại các văn phòng, tòa nhà cao ốc. Với thiết kế gắn trần cùng khả năng tăng giảm độ sáng, đèn âm trần vừa là sản phẩm cung cấp ánh sáng vừa để trang trí không gian trong phòng thêm sang trọng và ấm cúng.

Đèn âm trần có nhiều kích thước cho bạn lựa chọn sao cho phù hợp với không gian mà bạn muốn ứng dụng. Đây là một trong các loại đèn LED được sử dụng nhiều nhất hiện nay.

3.3. Đèn LED rọi ray

Đèn LED rọi ray thường được dùng tại các showroom, hội trường, dùng để chiếu điểm cho các sản phẩm trưng bày để tạo điểm nhấn giúp thu hút mọi ánh nhìn. Với các kích thước khác nhau, đèn rọi ray cung cấp mọi yêu cầu cho khách hàng từ độ sáng đến tuổi thọ đèn. Đèn rọi ray có giá thành phù hợp, đảm bảo chất lượng sử dụng trong thời gian dài.

3.4. Đèn tuýp LED

Đèn tuýp LED đang dần thay thế đèn tuýp huỳnh quang, bởi nó dễ lắp đặt và không tỏa nhiều nhiệt.

Đây là loại đèn phù hợp sử dụng trong văn phòng, các phòng họp, hội thảo. Đèn thân thiện với môi trường và con người, đặc biệt tiết kiệm điện năng giúp giảm chi phí cho người dùng.

Đèn tuýp LED thuộc đối tượng phải dán nhãn năng lượng.

3.5. Đèn LED panel

Chúng được ứng dụng chủ yếu trong nhà. Chúng được cấu tạo từ nhôm hợp kim với thiết kế đơn giản. Đèn phát ra ánh sáng đẹp mắt rất phù hợp với các không gian phòng học, khu văn phòng.

Đèn có công suất đa dạng 12W, 18W đến 85W.

3.6. Đèn pha LED

Đèn pha LED có ánh sáng góc rộng. Nó thường được sử dụng cho các công trình ngoài trời, khu vui chơi, sân vận động. Đèn cung cấp ánh sáng thân thiện, bền bỉ và hoạt động tốt trong điều kiện ngoài trời khắc nghiệt.

3.7. Đèn chiếu sáng

Đây là loại đèn hữu ích cho xã hội. Nó góp phần không nhỏ vào việc xây dựng xã hội văn minh và an toàn. Với các loại đèn LED kích thước khác nhau, đèn LED đường luôn mang lại ánh sáng hiệu quả.

Tuổi thọ đèn có thể kéo dài 12 năm giúp giảm thiểu chi phí sửa chữa hay thay thế.

4. Các tham số kĩ thuật

Khi lựa chọn LED, ta cần lưu ý các tham số sau:

– Công suất đèn (Watt): là công suất tiêu thụ của đèn.

-Độ sáng của đèn LED (Lumens): là đơn vị đo quang thông, đại diện cho tổng lượng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường.

– Độ tập trung sáng (Lux): Lux là đơn vị độ rọi của ánh sáng trên một đơn vị diện tích. Một bóng đèn có thể tỏa ra lượng lumen lớn tuy nhiên nếu diện tích chiếu sáng rộng quá thì lux sẽ là nhỏ.

– Nhiệt độ màu của ánh sáng (Kelvin): Với bóng đèn thì nhiệt độ màu là cách thể hiện ra bên ngoài của chùm ánh sáng tỏa ra từ bóng đèn đó.

– Độ hoàn màu (CRI): Chỉ số hoàn màu (color rendering index) ký hiệu là CRI hay RA là chỉ số phản ánh độ trung thực của màu sắc vật được thắp sáng. Giá trị CRI càng cao chất lượng càng tốt. CRI cao đặc biệt là 100 và chấp nhận được cho các thắp sáng trong nhà khi ở giá trị 70-80

– Góc chiếu sáng: đèn LED chiếu sáng trong một góc nhất định và tùy thuộc vào loại chip LED được ứng dụng và tối đa là 120 độ.

– Tuổi thọ của đèn LED:  Thường tuổi thọ của đèn LED dựa vào lượng ánh sáng còn lại mà chip LED có thể tỏa ra, có thể là tuổi thọ khi đèn LED còn 70% lumens hoặc khi còn 50% lumens. Một chip LED điển hình sẽ có tuổi thọ tối đa 50,000 giờ làm việc khi ánh sáng còn lại của nó là 50% lumens và nếu chọn mốc 70% lumens thì chip LED có tuổi thọ khoảng 30,000 giờ thắp sáng.