Cấu tạo đèn LED không chỉ là yếu tố để đánh giá chất lượng ánh sáng, tuổi thọ đèn. Mà nó còn phải đảm bảo an toàn và thân thiện với môi trường. Bài viết dưới đây sẽ đưa ra các thông tin chi tiết nhất về cấu tạo, ưu điểm, ứng dụng của các loại đèn LED phổ biến hiện nay.
1. Cấu tạo đèn LED
1.1 Chip LED
- Là thành phần quan trọng nhất của đèn LED, quyết định tuổi thọ và khả năng chiếu sáng của đèn.
- Được sản xuất từ các tinh thể bán dẫn như silic, gali, nitrit, photpho. Khi được kích thích bằng điện, tinh thể bán dẫn này sẽ phát ra ánh sáng.
1.2 LED Driver (nguồn)
- Nguồn là nơi cung cấp điện cho bóng đèn phát sáng. Nó được nối với dòng điện qua bộ cáp nguồn.
- Nó giữ vai trò điều chỉnh ổn định dòng điện cho phù hợp với hoạt động của chip LED.
- Bộ nguồn chất lượng sẽ được thiết kế đạt tiêu chuẩn chống nước và chống bụi > IP65.
- Hiệu suất hoạt động của nguồn đạt >90%.
- Có nhiều loại nguồn khác nhau cho từng loại đèn LED: nguồn 12V, nguồn 220V, nguồn 26V,…
1.3 Bộ tản nhiệt
- Bộ phận tản nhiệt được thiết kế nhằm đưa các tinh thể phát sáng có nhiệt độ cao xuống mức nhiệt thấp hơn.
- Tản nhiệt chất lượng tốt có thể làm mát đảm bảo cho đèn hoạt động ổn định, góp phần làm tăng tuổi thọ cho đèn LED theo đúng thông số ghi trên thân đèn.
- Phần mạch in cần được lắp ráp cẩn thận, sử dụng chất liệu bằng hợp kim nhôm để bộ tản nhiệt phát huy hết công dụng của nó.
- Đây là bộ phận ảnh hưởng đến quang thông của đèn LED và tuổi thọ của đèn.
1.4 Thân vỏ đèn LED
- Thân vỏ đèn LED là bộ phận cực kì quan trọng, được làm bằng hợp kim nhôm chuyên dụng.
- Thấu kính cường lực bảo vệ chip LED khỏi các tác động từ môi trường bên ngoài.
- Vỏ đèn có độ chống nước cao, đảm bảo khả năng tỏa nhiệt nhanh chóng để đèn hoạt động ổn định và bền hơn.
2. Nguyên lý phát sáng của đèn LED
2.1 Nguyên lý hoạt động làm phát sáng đèn LED
- Trong trạng thái ban đầu, các nguyên tử của vật liệu sử dụng trong đèn LED (cơ bản là nhôm-gallium-arsenide) được liên kết chặt chẽ nhờ các electron tự do.
- Tạp chất (doping) cung cấp các electron tự do (N-type) vào hệ thống; hoặc hút một số electron đã tồn tại từ các nguyên tử (P-Type) tạo ra “lỗ hổng” trong quỹ đạo nguyên tử.
- Các electron có thể di chuyển từ cực dương đến cực âm và ngược lại trong loại vật liệu P.
- Cường độ ánh sáng phát ra từ chip LED sẽ phụ thuộc vào mức năng lượng của photon phát ra. Do đó, nó sẽ phụ thuộc vào năng lượng được giải phóng bởi các electron giữa quỹ đạo nguyên tử của vật liệu bán dẫn.
- Đáp lại kiểu doping của loại P, các electron trong LED di chuyển bằng cách rơi từ quỹ đạo cao hơn xuống các obitan thấp hơn, giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (photon). Nếu các quỹ đạo này xa hơn nhau thì cường độ của ánh sáng phát ra càng lớn.
- Nguyên lý đèn LED phụ thuộc vào chip LED, nguồn LED.
2.2 Ánh sáng phát ra phụ thuộc vào loại vật liệu bán dẫn được sử dụng
- Sử dụng Gallium Arsenide (GaAs) làm chất bán dẫn là ánh sáng hồng ngoại.
- Sử dụng Gallium-Arsenide-Phosphorus (GaAsP) làm chất bán dẫn sẽ cho ra ánh sáng đỏ hoặc vàng.
- Sử dụng Gallium-Phosphorus (GaP) làm chất bán dẫn sẽ tạo ra ánh sáng đỏ hoặc xanh lục.
3. Cấu tạo bóng đèn LED phổ biến
3.1 Cấu tạo bóng đèn LED tròn (LED Bulb)
- Được thiết kế kiểu trụ đứng, phần bóng bo tròn.
- Bên ngoài khá giống đèn sợi đốt nhưng cấu tạo bên trong hoàn toàn khác nhau.
- Đèn LED bulb tròn sử dụng chip LED SMD cao cấp giúp đèn có tuổi thọ cao hơn các loại đèn truyền thống khác.
3.2 Cấu tạo bóng đèn 1m2 (tuýp LED)
- Đèn có cấu tạo đơn giản, không gây độc hại với 5 bộ phận chính bao gồm: đui đèn, bộ nguồn, mạch in, thân đèn, chip LED.
- Thân đèn gồm: vỏ đèn và máng đèn. Được làm bằng nhôm chất lượng cao, tản nhiệt tốt, làm cho nguồn dẫn sáng bền và tăng tuổi thọ đèn.
- Đèn sử dụng chip SMD đem lại chỉ số hoàn màu CRI cao cho nguồn phát sáng, ánh sáng dịu nhẹ, không chói, an toàn với người sử dụng.
- Bộ nguồn hoạt động ổn hiệu quả nên chất lượng ánh sáng của đèn tuýp LED rất ổn định, tiết kiệm tối đa điện năng tiêu thụ của bộ đèn.
- Đèn được ứng dụng phổ biến trong chiếu sáng dân dụng.
3.3 Cấu tạo của đèn LED âm trần
- Đèn có cấu tạo gồm 3 bộ phận chính : chip LED, thân đèn, bộ nguồn(driver).
- Thân đèn gồm 2 bộ phận là vỏ đèn được làm bằng hợp kim nhôm cao cấp và mặt kính làm từ chất liệu mica chống chói, truyền ánh sáng tốt.
- Đèn phân thành 2 loại chính là mặt đèn dạng tán quang(màu trắng đục) và mặt đèn dạng kính.
- Đèn LED âm trần thường sẽ sử dụng mặt đèn tán quang
- Cấu tạo đèn Spotlight là mặt kính để mang tới hiệu quả chiếu rọi tốt hơn, có thể lắp đặt thêm mặt đèn tán quang nếu muốn sử dụng chúng như một sản phẩm đèn LED âm trần chống chói.
3.4 Cấu tạo đèn LED siêu sáng
- Là sản phẩm phát triển trên nền tảng của bóng đèn huỳnh quang truyền thống.
- Cấu tạo đèn gồm 4 bộ phận chính : chip LED, nguồn LED, mạch in, máng đèn.
- Mạch in có nhiệm vụ làm mạch dẫn cho chip LED, giúp chip LED tản nhiệt trong quá trình chiếu sáng.
- Bóng đèn tuýp LED siêu sáng được chia thành 2 loại: bóng đèn tuýp LED 1m2 và bóng đèn tuýp LED 600cm.
- Bóng đèn tuýp led 600cm chính là phiên bản nhỏ của bóng đèn led 1m2, chúng giống nhau về cấu tạo.
3.5 Cấu tạo đèn LED dây
- Cấu tạo chính của đèn gồm 2 bộ phận chính là: chip LED và vỏ bọc.
- Ngoài ra còn có thêm các linh kiện như: bộ tản nhiệt, mạch in, bộ nguồn, vỏ đèn.
- Bộ tản nhiệt là bộ phận đặc biệt quan trọng của đèn, giúp phần tinh thể sáng có nhiệt độ thấp một cách nhanh nhất có thể.
- Đèn được cấu tạo từ nhiều chip nhỏ, những con chip này được gia công và gắn trên mặt của một bảng mạch điện tử mềm và tương đối dài.
- Đèn LED dây gồm nhiều bóng LED nhỏ, mắc nối tiếp nhau, tạo thành một chuỗi đèn có độ sáng rất cao.
- Được thiết kế với nhiều hình dáng, kích thước, màu sắc đa dạng, phù hợp với nhu cầu sử dụng.
4. Ưu điểm nổi bật của đèn LED
4.1 Hiệu suất phát quang lớn
- Hiệu suất phát quang của các loại đèn LED đạt >100lm/w, cao gấp 3-5 lần so với các loại đèn truyền thống, đèn compact, halogen, đèn huỳnh quang…
- Hiệu suất chiếu sáng đèn LED có khả năng tiết kiệm điện gấp 3 lần đèn truyền thống.
4.2 Đèn LED đa dạng mẫu mã
- Đèn LED được thiết kế đa dạng về kiểu dáng. Các mẫu mã sử dụng chip LED, nguồn LED khác nhau mang lại những ưu điểm riêng.
- Mẫu mã đa dạng sẽ đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng, không như các loại đèn truyền thống chỉ có một vài mẫu đơn giản.
4.3 Đèn LED có tuổi thọ cao và tiết kiệm điện
- Hầu hết các loại đèn LED đều có tuổi thọ rất cao từ 30.000 –100.000 giờ. Trong khi đó, các loại đèn truyền thống hầu như tuổi thọ chỉ đạt từ 2000–15.000 giờ.
- Đèn LED có thể sử dụng để chiếu sáng lên đến 30 năm.
- Sử dụng đèn LED tiết kiệm khoản chi phí thay thế, sửa chữa.
- Chip LED công nghệ hiện đại giúp tiết kiệm 70% điện năng.
- Ổn định và tiết kiệm vượt trội so với đèn truyền thống.
4.4 Màu ánh sáng phong phú, thân thiện với môi trường
- Dải nhiệt độ màu của ánh sáng đèn LED từ 3000 – 5300K, có 3 màu ánh sáng chính: trắng ấm (vàng); trung tính và sáng trắng. Trong khi đó, đèn truyền thống như sợi đốt chỉ có ánh sáng vàng đỏ.
- Ánh sáng không chứa tia UV, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
- Đảm bảo chiếu sáng ổn định, đồng đều, không nhấp nháy hay mờ sáng.
- Cấu tạo đèn không chứa các loại chì, thủy ngân, thân thiện với môi trường trong quá trình sử dụng.
5. Ứng dụng phổ biến của đèn
5.1 Chiếu sáng dân dụng và trang trí
- Đèn LED trang trí sẽ biến hóa không gian của bạn trở lên thật ấn tượng, độc đáo vào ban đêm.
- Các loại đèn LED trang trí rất đa dạng: Đèn rọi quan cảnh, đèn âm trần hoặc âm sàn, đèn lồng treo, đèn ốp tường, đèn soi đường đi lối đi,…
- Lựa chọn đèn LED trang trí cần chú ý đến hình dáng, kích thước, màu sắc đèn sao cho phù hợp với không gian trang trí.
5.2 Chiếu sáng trong các ngành công nghiệp
- Yêu cầu về ánh sáng trong công nghiệp phải đảm bảo an toàn lao động, tạo môi trường làm việc linh hoạt; nâng cao năng suất lao động.
- Với đặc điểm cần chiếu sáng liên tục, phạm vi ánh sáng cần chiếu rất lớn, lượng điện tiêu thụ rất cao, đòi hỏi phải lựa chọn loại đèn LED có hiệu suất chiếu sáng cao; khả năng tiết kiệm điện tốt.
- Với yêu cầu trên, đèn LED nhà xưởng là một giải pháp chiếu sáng tối ưu; đáp ứng được toàn bộ yêu cầu chiếu sáng nhà xưởng.
5.3 Chiếu sáng cho nông nghiệp
- Ánh sáng LED phù hợp để tiến hành thí nghiệm việc nuôi trồng cây ngắn ngày.
- Một số loại đèn led bulb, đèn led tròn được dùng chiếu sáng cho sự tăng trưởng của cây.
- Các loại đèn led được sử dụng phổ biến cho vườn rau, vườn thanh long, cafe,…
- Sử dụng ánh đèn LED nhà kính trong trồng trọt sẽ giảm được 44-65% lượng Nitrat, nâng cao giá trị dinh dưỡng.
5.4 Ứng dụng trong y học
- Ánh sáng LED được ứng dụng trong y khoa với tác dụng tăng sinh collagen; trị mụn; trị vàng da,…
Nội dung nêu trên là cấu tạo đèn LED chi tiết nhất. Hy vọng những thông tin này đủ hữu ích để giúp quý khách hàng chọn lựa được loại đèn an toàn, chất lượng, phù hợp với nhu cầu sử dụng.
