Bài báo cáo nguyên lý hoạt động đèn LED

BÁO CÁO ĐÈN LED KHÁI NIỆM LED từ viết tắt “Light Emitting Diode” LED thiết bị bán dẫn tạo ánh sáng Ban đầu đèn LED sử dụng để làm tín hiệu (đèn thơng báo thiết bị điện tử bật tắt, có điện hay chưa có điện,…) chúng sử dụng rộng rãi cho nhiều ứng dụng chiếu sáng lớn nhỏ khác chiếu sáng nhà, trời trang trí Đây số hình ảnh LED: Hình ảnh bên cơng nghệ đóng gói LED sử dụng cho nhiều ứng dụng khác Ký hiệu điện tử đèn LED Biểu tượng thể điốt với cực âm, cực dương hai mũi tên thể phát sáng Đèn LED có lịch sử lâu đời kể từ năm 1907 nhà vật lý người Anh phát tinh thể carbide silicon tạo ánh sáng bị dòng điện qua Rubin Braunstein Tổng công ty Radio Mỹ với Robert Biard Gary Pittman Texas Instruments đóng góp vào phát triển đèn LED hồng ngoại Năm 1962, nhà khoa học GE, Nick Holonyak phát triển đèn LED ánh sáng nhìn thấy LED phát ánh sáng đỏ Sau George Craford phát triển đèn LED ánh sáng màu vàng Và đầu năm 1990, Shuji Nakamura công ty Nichia phát minh đèn LED với ánh sáng xanh, mở đường cho lai tạo đèn LED ánh sáng trắng vào cuối năm 1990 Đèn LED trơng cơng nghệ mới, chúng nghiên cứu phát triển vòng 100 năm qua Rất nhiều người đóng góp vào tiến khoa học mở đường cho hình thành đèn LED ngày nay, mà ánh sáng đèn LED ngày giống với ánh sáng mặt trời Vậy xem lại số cột mốc lịch sử có ảnh hưởng lớn đến hình thành đèn LED ngày nay: Đèn LED hoạt động nào? Cũng tương tự Điốt, đèn LED có cấu tạo bao gồm cực âm cực dương tách khối bán dẫn trung tâm Khối bán dẫn ghép loại P N Toàn đặt vỏ nhựa, có tác dụng lăng kính để định hướng ánh sáng phát Sơ đồ cấu tạo 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, số điện tử bị lỗ trống thu hút chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với tạo thành ngun tử trung hòa Q trình giải phóng lượng dạng ánh sáng (hay xạ điện từ có bước sóng gần đó) Hình cho thấy quang phổ xạ điện từ Trong thành phần khác ánh sáng đỏ nhìn thấy có bước sóng dài 700 nm (ít lượng nhất) tím có bước sóng ngắn 400 nm (nhiều lượng nhất) Vì đèn LED tạo ánh sáng dải hẹp bước sóng, phosphor thường sử dụng để cải thiện quang phổ ánh sáng trắng tạo đèn LED Nó kết hợp nhiều LED với bước sóng khác để tạo ánh sáng với quang phổ đầy đủ Cấu tạo đèn LED Dưới cấu tạo sản phẩm đèn LED phổ biến đèn Bulb Không với kiểu đèn Bulb, loại đèn LED kiểu dáng khác thường có phận tương tự cấu tạo đèn Chúng ta từ phận xuống:  Lăng kính – Ánh sáng đèn LED ánh sáng hướng Góc phân bố ánh sáng tiêu chuẩn đèn LED 180 độ ánh sáng phát vào khoảng nửa bóng đèn Đối với số đèn LED, góc phân bố điều chỉnh được, có chùm hẹp, rộng khách Góc chiếu sáng thay đổi lăng kính Lăng kính Polycarbonate ưu tiên sử dụng chúng cản ánh sáng tương đối dễ sản xuất Chất lượng bề mặt hình dáng lăng kính quan trọng để đảm bảo lan truyền ánh sáng để hạn chế tổn thất sản lượng ánh sáng  Chip LED – Như tìm hiểu trên, phận phát ánh sáng cho đèn  Lớp bề mặt (Substrate material)– Thường lõi kim loại PCB sử dụng để gắn đèn LED Bên cạnh việc cung cấp bề mặt để gắn chip LED, lõi kim loại dùng giúp chuyển vào tản nhiệt với bề mặt tiếp xúc rộng  Lớp tiếp xúc (Interface materials) – Thông thường keo dầu mỡ Phần sử dụng để tối đa tiếp xúc gắn lớp bề mặt vào phần tản nhiệt giúp tối đa hóa việc truyền tải nhiệt  Bộ tản nhiệt – Bộ phận tản nhiệt có loại Tản nhiệt chủ động, thường 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, hầu hết ứng dụng, tản nhiệt bị đồng đủ để giúp cho đèn có nhiệt độ hoạt động tốt Nhiệt độ yếu tổ ảnh hưởng nhiều đến tuổi thọ đèn nên chúng thưởng ý kĩ Nếu bạn muốn biết thêm tuổi thọ đèn LED xem viết này: Những yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ đèn LED Tuổi thọ đèn lâu lợi ích kinh tế đạt lớn Tùy thuộc thiết kế hệ thống đèn, độ suy giảm ánh sáng theo thời gian yếu tố hao mòn thành phần khác đèn mà đèn đến lúc hư hỏng Các điều diễn chậm nhiêu hệ thống đèn khơng cần thay thế, bào dưỡng lâu nhiêu Đèn LED sản phẩm tốt nhiều so với loại đèn khác gần ứng dụng Để hệ thống chiếu sáng hoạt động cách tốt nhất, bạn cần phải lưu ý yếu tố sau cẩn thận thiết kế lựa chọn đèn LED Nhiệt độ ảnh hưởng đến đèn LED Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến vòng đời chất lượng ánh sáng đèn LED Bộ tản nhiệt đèn thứ giúp cho hệ thống không trở nên nóng Làm mát nhiệt độ xung quanh, chip LED giúp đèn LED hoạt động hiệu chất lượng ánh sáng cao Trọng giới đèn LED, có loại tản nhiệt: thụ động chủ động Lõi tản nhiệt thụ động có kích thước lớn, chúng thường đặt sau chip LED giúp giải nhiệt khỏi bề mặt LED để hoạt động nhiệt độ tối ưu Tản nhiệt chủ động có kích thước nhỏ thường nhiều quạt, di chuyễn luồng khơng khí nóng khỏi bề mặt LED Cả loại tản nhiệt có khả hoạt động hiệu Nhiệt độ kẻ thù tất thiết bị điện tử, LED ngoại lệ cho vấn đề Chính lí mà nhiều nhà sản xuất giảm chất lượng ánh sáng đầu đèn LED họ để giảm lượng nhiệt phát sinh Độ ẩm Bản thân LED chống chịu tốt môi trường ẩm ướt, phận kim loại, công kết nối thiết bị điện tử khác dễ bị hư hỏng nahnh chóng Chúng dễ bị ăn mòn, tốt để bảo vệ hệ thống đèn LED tốt với mơi trường ẩm ướt Đèn LED có tiêu chuẩn IP chống chịu nước ẩm hoạt động hiệu mơi trương Bạn tìm sản phẩm có cấp IP bảo từ IP65- IP68 bạn sử dụng đèn LED môi trường có độ ẩm cao Điều kiện Axit Đèn LED hoạt động điều kiện khác ven biển, tàu cá với hàm lượng muối cao, nhà máy sản xuất hóa chất sử dụng hóa chất để sử lý sản phẩm,… hoạt động điều kiện đèn LED cần đóng gói cẩn thận với cấp IP bảo mức cao Lời kết Đấy điều thiết thực mà bạn cần biết để lựa chọn đèn LED có tuổi thọ cao Tuy nhiên viết nhắc đến LED nói chung, ngồi yếu tố ảnh hướng lớn khác loại chip LED khác có tuổi thọ tính chất ánh sáng khác Ưu điểm cơng nghệ LED Đèn LED có nhiều ưu điểm / lợi ích khác kể đến Sau ưu điểm công nghệ đèn LED Sản lượng ánh sáng – Năm 2002, sản lượng ánh sáng từ đèn LED mức 20 lm/W Đèn ngày hôm thiết bị đèn LED thương mại có hiệu suất lên 150 lm/W Và theo báo cáo bóng đèn thử nghiệm cho sản lượng ánh sáng lên đến 208 lm/W Hiệu suất đạt vượt xa ánh sáng sản xuất bóng đèn sợi đốt (15 lumen / watt) đèn huỳnh quang (80-95 Lumens watt) Với hiệu suất cao hơn, đồng nghĩa với mức tiêu thụ điện thấp hơn, khả hoàn vốn sử dụng đèn LED so với bóng đèn truyền thống khoảng năm tùy theo thời lượng sử dụng Tuổi thọ – Đèn LED có tuổi thọ từ 30.000 đến 100.000 Hầu hết đèn LED thương mại có tuổi thọ từ 30.000 đến 50.000 Điều có nghĩa sử dụng đèn LED, bạn sử dụng chúng kéo dài từ 10 đến 30 năm, tùy thuộc vào số hoạt động ngày Tuổi thọ cao làm giảm chi phí bảo trì làm cho bóng đèn đặc biệt phù hợp với vị trí khó tiếp cận, đèn nhà xưởng hay đèn đường, nơi có chi phí bảo trì đáng kể Đặc tính hoạt động – LED hoạt động nhiệt độ thấp hơn, không nhạy cảm với nhiệt độ thấp không bị ảnh hưởng bị bắt tắt thường xuyên Điều làm cho chúng an tồn hơn, hiệu mơi trường lạnh (đèn trời, đèn tủ lạnh đèn kho lạnh) tốt cho ứng dụng đòi hỏi phải thường xuyên chuyển mạch tắt đèn Những bóng đèn không bị ảnh hưởng rung động khiến chúng trở thành lựa chọn tốt cho chỗ cầu Chống sốc – Các thành phần hoạt động đèn LED cách ly với bề mặt bên với lớp cách điện chất lượng cao Các điện cực gói đèn LED cách thành phần điện tử nằm vỏ bọc an toàn Một lớp vật liệu LED tản nhiệt đảm bảo khơng có dòng điện rò rỉ vào tản nhiệt Chống rung – Nếu bạn nhìn vào hình ảnh đèn LED đầu trang, bạn nhận thấy điện cực bọc lớp nhựa acrylic suốt Khơng có dây tóc bóng đèn đó, đèn LED có khả chống rung động Nhiều người sử dụng ôtô, xe gắn máy thiết bị lại chuyển qua sử dụng đèn LED ưu điểm Các loại đèn LED thị trường Có nhiều loại đèn LED sẵn có thị trường: Đèn LED thu nhỏ, ASLED, dây đèn LED, downlight, đèn high bay nhà xưởng, đèn pha LED, đèn đường LED, … phần POTECH có viết riêng, mời bạn đọc viết: Các loại đèn LED thị trường Lời kết Nhờ phát triển cơng nghệ đèn LED việc kiểm sốt ánh sáng, hiểu biết ánh sáng tác động lên thể người Người ta áp dụng công nghệ chiếu sáng nhân tạo để cải thiện sức khỏe người hoạt động ánh đèn Xem thêm: Ánh sáng ảnh hưởng đến người? So sánh khác đèn sợi đốt đèn led Sản phẩm với công nghệ lâu đời bạn gì? Đó máy ảnh siêu cổ? Hay máy nghe nhạc đời đầu? Không , chắn khơng Ngay bây giờ, bạn nhìn lại nhìn tồn ngơi nhà bạn ý tới bóng đèn Nếu bạn thấy chúng sử dụng sợi đốt (có dây filament vonfram) xin chúc mừng bạn, bạn sở hữu sản phẩm có cơng nghệ lâu đời - chúng phát minh vào năm 1904 Hiện nay, đèn sợi đốt bị cấm sử dụng nhiều quốc qua giới chúng tồn giới Sau phát minh vào năm 1904 có nhiều loại đèn mang công nghệ chiếu sáng đại đời Và đèn chiếu sáng công nghệ LED số chúng, đèn LED phát triển từ năm 50 Đặc biệt, với cơng nghệ hồn tồn khác có đèn LED có dây tóc, qua hồn tồn bắt chước kiểu dáng cổ điển đèn sợi đốt Thế khác đèn LED đèn sợi đốt ? Hãy chúng tơi tìm hiểu rõ loại đèn để biết ưu nhược điểm chúng Tuổi thọ bóng đèn Tuổi thọ đèn LED gấp 25 lần đèn sợi đốt Các bóng đèn sợi đốt có tuổi thọ trung bình 1.000 Thời gian sử dụng nhà năm khoảng tháng sử dụng cho mục đích thương mại Bóng đèn Led có tuổi thọ lớn nhiều với khoảng 25.000 tương đương với khoảng 23 năm sử dụng nhà ở, năm sử dụng với mục đích thương mại Chi phí sử dụng Đèn led tiết kiệm chi phí so với đèn sợi đốt Bóng đèn sợi đốt với công nghệ sản xuất đơn giản nên bạn tốn khoảng 10-20k để sở hữu bóng đèn Còn đèn LED với cơng nghệ đại chi phí bạn phải bỏ để sở hữ đèn LED gấp 3-4 lần so với đèn sợi đốt Nhưng so thời gian sử dụng bóng đèn LED có tuổi thọ gấp 25 lần so với đèn sợi đốt Như tính lâu dài bạn tiết kiệm nhiều tiền so với đèn sợi đốt Điện tiêu thụ Đèn led tiết kiệm 84% điện tiêu thụ Trung bình, bóng đèn LED sử dụng lượng 84% so với bóng đèn sợi đốt để tạo hiệu ánh sáng Vì vậy, bạn khơng tiết kiệm chi phí cho hóa đơn tiền điện (hơn 200 nghìn cho bóng đèn năm nhà 700 nghìn cho bóng đèn năm cửa hàng thương mại) Một điều quan trọng bạn giảm thiểu lượng khí thải carbon thải mơi trường Ánh sáng đèn Ánh sáng vàng tạo ấm áp Cả đèn LED đèn sợi đốt tạo ánh sáng ấm áp – lý mà chúng trở lên phổ biến Các bóng đèn LED với cơng nghệ đại nên có nhiều loại ánh sáng : trắng , vàng, trung tính giúp bạn thoải mái lựa chọn Hoặc bạn sử dụng bóng đèn màu với chế độ đổi màu theo ý thích Thời gian bật đèn Bóng đèn sợi đốt sử dụng cơng nghệ cũ có nhược điểm dễ dàng nhận thấy bạn phải vài giây để sáng Còn đèn LED với cơng nghệ đại sáng sau bật giúp bạn không cảm thấy khó chịu phải đợi đèn sáng lên Kiểu dáng thiết kế Với cơng nghệ đại đèn LED đáp ứng nhu cầu quý khách hàng Những khách hàng yêu thích cổ điển đèn LED tạo kiểu dáng có dây tóc nhằm đảm bảo vẻ cổ điển Những khách hàng yêu thích đại khơng phải lo lắng đèn LED lại đại diện đại tiên tiến  ... có thị trường: Đèn LED thu nhỏ, ASLED, dây đèn LED, downlight, đèn high bay nhà xưởng, đèn pha LED, đèn đường LED, … phần POTECH có viết riêng, mời bạn đọc viết: Các loại đèn LED thị trường Lời... chip LED giúp đèn LED hoạt động hiệu chất lượng ánh sáng cao Trọng giới đèn LED, có loại tản nhiệt: thụ động chủ động Lõi tản nhiệt thụ động có kích thước lớn, chúng thường đặt sau chip LED giúp... điểm công nghệ đèn LED Sản lượng ánh sáng – Năm 2002, sản lượng ánh sáng từ đèn LED mức 20 lm/W Đèn ngày hôm thiết bị đèn LED thương mại có hiệu suất lên 150 lm/W Và theo báo cáo bóng đèn thử nghiệm