Bóng đèn LED được coi là một thế hệ công nghệ chiếu sáng mới. So với bóng đèn CFL và bóng đèn dây tóc, đèn LED có hiệu quả hơn lần lượt gấp 4 lần và 15 lần. So với bóng đèn huỳnh quang, nó tiêu thụ ít năng lượng hơn và không chứa thủy ngân độc hại. Tại sao lại vậy? Hãy cũng TLC Lighting tìm hiểu về công nghệ led chiếu sáng nhé!
Thời xa xưa, con người phải sử dụng lửa để tạo ra nguồn sáng. Từ thế kỷ 19, phương pháp dùng đèn khí trở nên phổ biến và sau đó là bóng đèn dây tóc của Thomas Edison. Ngày nay, chúng ta có bóng đèn huỳnh quang và đèn huỳnh quang compact (CFL). Những công nghệ này giúp nhiều người được tiếp cận với ánh sáng hơn, trong khi có thể tiết kiệm năng lượng hơn so với trước đây.
Đèn bóng LED là gì?
LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là diode phát quang), là các diod có khả năng phát ra ánh sáng.
Chip LED được cấu tạo từ 1 khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n. Trong hai khối bán dẫn, một khối chứa các điện tử điện tích âm (N) và khối còn lại mang những lỗ trống điện tích dương (P). Khi chúng gặp nhau, các điện tích âm và dương kết hợp với nhau, tạo ra các electron giải phóng năng lượng dưới dạng lượng tử ánh sáng.
Được biết đến từ những năm đầu của thế kỹ 20 Công nghệ đèn led chiếu sáng phát triễn mạnh mẽ. Dần trở thay thế các loại đèn truyền thống như tuýp đèn huỳnh quang đèn sợ đốt, đèn compact. Sự ra đời của công nghệ led được xem là một sự bức phá trong nghiên cứu khoa học và ứng dụng cuộc sống. Bắt đầu từ những diode phát sáng đầu tiên với ánh sáng yếu và đơn sắc đến những nguồn phát sáng đa sắc. Công suất lớn luôn cho hiệu quả chiếu sáng cao, nhưng lại siêu tiết kiệm năng lượng.
Cấu tạo của đèn LED
-
Phần tử phát sáng LED
Bản chất của LED là một đi-ốt, nó chứa một chíp bán dẫn có pha các tạp chất để tạo ra một tiếp giáp P-N, kênh P chứa lỗ trống, kênh N chứa điện tử, dòng điện truyền từ A-nốt( kênh P) đến K-tốt (kênh N), khi điện tử lấp đầy chỗ trống nó sinh ra bức xạ ánh sáng, các bước sóng phát ra có màu khác nhau tùy thuộc vào tạp chất trong chíp bán dẫn. LED phân thành ba loại chính theo dải công suất: cỡ nhỏ, cỡ trung bình, cỡ lớn.
-
Mạch in của bóng đèn led
Chất lượng mạch in, chất lượng mối hàn giữa LED với mạch in ảnh hưởng đến lớn đến độ bền của đèn, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới như Việt nam, nếu chất lượng của mạch in và mối hàn không tốt dễ gây oxi-hóa đứt mạch in, không tiếp xúc làm cho đèn không thể phát sáng sau một thời gian sử dụng. Trong thực tế người ta có thể sử dụng mạch in thường, hoặc bằng nhôm, gốm cho phép tản nhiệt nhanh cho loại đèn LED công suất trung bình và lớn.
-
Bộ nguồn
Bộ nguồn cấp điện cho bóng LED siêu sáng phải đảm bảo cung cấp dòng điện và điện áp ổn định phù hợp lới 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.
-
Bộ phận tản nhiệt
Phần tản nhiệt cho đèn LED được thiết kế nhằm đưa phần tinh thể phát sáng xuống nhiệt độ thấp nhanh nhất, bộ phận này đặc biệt quan trọng khi thiết kế đèn LED công suất lớn, nếu bộ phận tản nhiệt này có kết cấu không phù hợp thì phần tử LED sẽ nhanh bị già, hiệu suất phát sáng giảm đi đáng kể.
-
Vỏ hay chóa đèn
Để đảm bảo cho đèn hoạt động ổn định và bền, vỏ đèn được chế tạo để có độ chống thấm nước cao, đồng thời đảm bảo khả năng tỏa nhiệt nhanh chóng.
Ưu điểm của bóng đèn LED chiếu sáng
- Hiệu quả: LED có hiệu suất phát sáng cao hơn bóng sợi đốt.
- Màu sắc: LED có thể phát ra màu sắc như ý muốn mà không cần bộ lọc màu theo phương pháp truyền thống.
- Kích thước: Kích thước của bóng LED siêu sáng rất nhỏ (có thể nhỏ hơn 2 mm2) vì vậy có thể bố trí dễ dàng trên mạch in.
- Thời gian bật tắt nhanh: Led có thời gian bật và tắt rất nhanh kể từ lúc có tác động (micro giây). Điều này rất quan trọng trong thông tin liêc lạc, lĩnh vực yêu cầu có thời gian đáp ứng nhanh.
- Độ sáng tối: LED có thể dễ dàng điều khiển độ sáng tối bằng phương pháp điều chế độ rộng xung hoặc tăng giảm dòng điện tác động.
- Tuổi thọ đèn cao: Đây là ưu điểm lớn nhất của đèn LED, tuổi thọ của đèn LED vào khoảng 35000 đến 50000 giờ, lớn hơn nhiều lần so với bóng huỳnh quang và sợi đốt.
- Độ bền cao: LED được làm từ vật liệu bán dẫn, nên rất khó bị phá huỷ bởi sự va đập.
- An toàn: LED không gây độc hại, không phát tia áng gây hại, thân thiện với môi trường.
Nhược điểm của bóng đèn led chiếu sáng
Không ai có thể phủ nhận ưu điểm vượt trội của bóng đèn led. Không có gì là hoàn hảo bên cạnh ưu điểm thì bóng đen Led cũng có một số nhược điểm nhỏ như sau:
Trên cơ sở chi phí đầu tư ban đầu, bóng đèn Led hiện đắt hơn, được đo bằng giá mỗi lumen, so với công nghệ chiếu sáng thông thường. Các chi phí bổ sung một phần xuất phát từ sản lượng lumen tương đối thấp, kết hợp với chi phí của các ổ đĩa mạch và nguồn cung cấp cần thiết.
Nhiều người sẽ nghĩ rằng nhược điểm của đèn Led chỉ là giá thành cao hơn so với các loại đèn thông thường. Nhưng thực ra, giá mua đèn Led cao nhưng khi tính đến lợi ích lâu dài, lợi ích từ việc tiết kiệm điện, lợi ích từ việc không phải thay bóng thường xuyên thì tính ra chi phí cho đèn led thắp sáng còn rẻ hơn.
Nhược điểm của đèn Led là khoảng cách chất lượng của các loại đèn Led trên thị trường quá xa nhau. Chính nhược điểm này làm cho nhiều người sử dụng bóng đèn Led chiếu sáng bị nhầm lẫn về chất lượng của bóng đèn Led. Mua phải các bộ đèn có chip Led kém chất lượng, dẫn đến bóng đèn Led giảm độ sáng nhanh và đổi sang màu ánh sáng khác sau một thời gian ngắn sử dụng (chỉ khoảng 2 tháng). Người sử dụng nào biết thì đổi sang loại đèn Led khác tốt hơn, không biết thì không sử dụng đèn Led nữa sẽ quay lại sử dụng các loại đèn thông thường.
Phần lớn hiệu suất bóng đèn led phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh của môi trường hoạt động. Điều này đặc biệt quan trọng khi xem xét ô tô, ngoài trời, y tế, quân sự và các ứng dụng mà thiết bị phải hoạt động trên một phạm vi rộng lớn của nhiệt độ, và được yêu cầu phải có một tỷ lệ thất bại thấp.
