Đèn led là gì ? Nguyên lý hoạt động và điểm khác biệt giữa đèn led và đèn truyền thống

1. Phụ lục bài viết

   Khái niệm đèn led là gì?

Đèn là một thiết bị chiếu sáng để thắp sáng một không gian nào đó, tuy nhiên nhiều người tiêu dùng cũng chưa hiểu được tại sao gọi là đèn led?

Led ở đây là từ viết tắt của cụm từ tiếng anh (Light Emitting Diode) là các đi ốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại. Các đi ốt này được chứa trong con chíp bán dẫn, các điện tử trong chíp dễ hoạt động khi có nguồn điện chạy qua. Lấp đầy chỗ trống sinh ra các bức xạ ánh sáng.

Cấu trúc cơ bản của led gồm hai lớp bán dẫn p, n ghép với nhau qua lớp tiếp xúc công nghệ. Hoạt động của led dựa trên hoạt động của chuyển tiếp p-n.

• Hiểu một cách đơn giản hơn thì đèn led là một thiết bị chiếu sáng mang công nghệ led.

2. Cấu tạo của đèn led

Nói đến bóng đèn led chắc hẳn không còn xa lạ đối với mỗi chúng ta. Vì nó là một thiết bị chiếu sáng quen thuộc của mỗi ngôi nhà, mỗi gia đình. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu cấu tạo, hay nguyên lý hoạt động của bóng đèn led.

Cấu tạo của bóng đèn led về cơ bản cũng giống như các loại bóng đèn thông thường khác. Xong bên cạnh những cấu tạo chung thì bóng đèn led có những cấu tạo riêng như sau:

• Chíp Led ( hay còn gọi phần tử phát sáng )

Muốn bóng đèn led đạt chất lượng tốt, thì yêu cầu sử dụng chip led có chất lượng tốt. Vì đây là bộ phận tạo ra ánh sáng của đèn. Trong chip led có pha các tạp chất để tạo ra một tiếp giáp P-N. Đầu N chứa điện tử, đầu P chứa lỗ trống và dòng điện truyền từ P sang N.

Khi có điện tử đi vào đầy chỗ trống thì nó sinh ra bức xạ ánh sáng, các bước sóng có các màu sắc khác nhau phụ thuộc vào tạp chất trong chíp bán dẫn.

Chíp led hiện nay có 3 loại cơ bản là chip led cob, led smd, dip smd

» Tìm hiểu: Các loại chip led ưu và nhược điểm của từng loại

• Mạch in của bộ đèn led

Hiểu đơn giản mạch in là bộ phận dùng để gắn chíp led của đèn. Chính vì vậy, chất lượng mối hàn giữa chíp led với mạch in ảnh hưởng đến độ bền của đèn. Nếu mối hàn kém hoặc không tiếp xúc thì chất lượng của mạch in dễ bị oxy hóa. Dẫn đến tình trạng đứt mạch, sẽ làm cho đèn không phát sáng sau một thời gian ngắn sử dụng.

Do vậy, mạch in rất được chú trọng trong chi tiết lắp ráp vào sản phẩm đèn led. Ta có thể sử dụng mạch in thường hoặc mạch in bằng nhôm. Có độ tản nhiệt nhanh hỗ trợ tốt cho đèn led công suất vừa và lớn.

• Cáp nguồn cung cấp điện cho bóng đèn led siêu sáng

Bộ nguồn điện của đèn led phải đảm bảo cung cấp dòng điện. Điện áp ổn định phù hợp với bóng đèn led sử dụng. Các linh kiện của bộ nguồn điện có tuổi thọ cũng phải tương đương với tuổi thọ của đèn. Để tránh trường hợp đèn chưa hỏng mà bộ nguồn đã hỏng.

• Bộ tản nhiệt

» Bộ phận tản nhiệt có 2 loại: 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 giải nhiệt tốt hơn tản nhiệt bị động

Bộ phận tản nhiệt có tác dụng khi đèn led công suất lớn hoạt động thì phần tử led sẽ không bị già đi. Hiệu suất phát sáng không giảm đi và tuổi thọ được kéo dài lâu hơn.

• Lớp vỏ bảo vệ của bóng đèn led

Trong cấu tạo của đèn led thì không thể không nhắc đến lớp vỏ bảo vệ bóng đèn. Vỏ đèn led được thiết kế đa dạng mẫu mã, màu sắc, nó có vai trò bảo vệ các linh kiện phía trong. Để đèn led có độ bền cao, vỏ đèn phải được sản xuất bằng chất liệu cao cấp.

Thường được sản xuất bằng hợp kim nhôm chuyên dụng, nhựa cao cấp đạt các tiêu chuẩn để chống nước, chống thấm… Đồng thời đảm bảo khả năng tản nhiệt nhanh chóng.

» Tìm hiểu: Chất liệu được sử dụng trong sản xuất đèn

Lớp vỏ bóng đèn không những có chức năng bảo vệ mà còn có giá trị thẩm mỹ. Một chiếc đèn có vẻ bề ngoài bắt mắt thì sẽ luôn thu hút được khách hàng.

Vì vậy, các nhà sản xuất rất chú trọng trong khâu thiết kế lớp vỏ. Sao cho kiểu dáng, màu sắc bên ngoài của bóng đèn led luôn tinh tế, sang trọng cuốn hút người tiêu dùng.

3. Phương thức hoạt động của đèn led

Cấu tạo cơ bản của bóng đèn led gồm 1 cực âm và 1 cực dương do 1 khối bán dẫn tại trung tâm tách biệt ra. Cũng giống như nhiều loại đi ốt bán dẫn khác, khi có 2 đầu bán dẫn loại N P chứa các lỗ trống mang điện tích dương. Ghép với khối bán dẫn N và các lỗ trống có xu hướng khuếch tán sang khối N.

Các khối P lại nhận được điện tích âm từ N chuyển sang kết quả là khối P mang điện tích âm. Và khối N mang điện tích dương.

Như vậy, với 2 đầu N P một số điện tử bị lỗ trống thu hút. Chúng tiến lại gần nhau chúng tạo thành các nguyên tử trung hòa. Sau khi quá trình diễn ra, sẽ giải phóng năng lượng. Dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó) thông qua các lớp bảo vệ. Định hướng của bề mặt đèn mà ánh sáng chiếu ra ngoài theo hướng định sẵn.

4. Điểm khác biệt của đèn led so với đèn truyền thống

Giữa đèn led và đèn truyền thống, mỗi loại đèn đều có ưu nhược điểm khác nhau. Sau đây là bảng so sánh sự khác biệt giữa đèn led với các loại đèn truyền thống. Để người tiêu dùng có sự lựa chọn tốt nhất:

» So sánh: Chi tiết đèn led với đèn truyền thống

ĐÈN LED CHIẾU SÁNG

ĐÈN CHIẾU SÁNG TRUYỀN THỐNG

» Công suất chỉ bằng 50 đến 75% so với đèn truyền thống tức là chỉ tiêu thụ 75% năng lượng điện để tạo ra nguồn ánh sáng tương » Ánh sáng tập trung. » Ánh sáng được tạo ra bởi vật liệu bán dẫn. Do đó độ sáng luôn ổn định.                                        » Tuổi thọ trung bình 50,000 giờ » Khả năng bật sang ngay sau khi bật » Sử dụng nguồn điện trực tiếp để phát sáng mà không cần dùng tăng phô, chuột kích » Không có phát ra tia cực tím, thân thiện môi trường. » Thiết kế chắc chắn, khó vỡ

» Tiêu tốn công suất lớn để tạo ra quang năng mong muốn. » Ánh sáng truyền đi mọi hướng, không tập trung. » Ánh sáng được tạo ra bởi quá trình ion hóa các chất khí (thủy ngân, nattri, phot pho) và sự đốt nóng của dây đốt nên không đảm bảo sự ổn định của ánh sáng phát ra » Tuổi thọ từ 200 đến 5.000 giờ » Cần phải có thời gian kích đèn. Đèn cao áp cần tới 1-2 phút để kích sáng . » Một số loại đèn để hoạt động được phải dùng tăng phô, chuột kích » Phát ra tia cực tím. Gây ảnh hưởng môi trường. » Rất dễ vỡ

» Nguồn: Philipsvietnam.com

Θ Tài liệu tham khảo: https://vi.wikipedia.org/wiki/LED