LED là chữ viết tắt của “Light Emitting Diode”. Đây là một thiết bị bán dẫn phát ra ánh sáng khi có dòng điện một chiều chạy qua nó. Màu sắc của ánh sáng được tạo ra phụ thuộc vào cấu trúc của chip LED và vật liệu được sử dụng. Đèn LED là nguồn sáng điểm có thể điều chỉnh độ sáng nhạy cảm với nhiệt độ phát ra ánh sáng phân bố theo hình bán cầu về phía trước.
1. Công nghệ LED hoạt động như thế nào?
Điốt bán dẫn chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều. Trong quá trình hoạt động, một dòng điện cố định chạy qua các lớp bán dẫn và một loại điện áp cụ thể (“điện áp chuyển tiếp” hoặc “điện áp trạng thái dẫn”) giảm xuống đèn LED. Sự tái hợp của các cặp hạt tải điện (“lỗ trống” và “electron”) trong quá trình này giải phóng năng lượng phát ra dưới dạng ánh sáng (sự phát quang điện).
2. Đèn Led có cấu tạo như thế nào?
Nói một cách đơn giản, đèn LED bao gồm một chất nền trên đó các lớp bán dẫn để tạo ra ánh sáng được lắng đọng. Đèn LED phát sáng màu trắng thường có một lớp phốt pho chuyển đổi (hợp chất phốt pho), có thể nhìn thấy bằng mắt thường dưới dạng bề mặt màu vàng. Tùy thuộc vào thiết kế, phần cuối được hình thành bởi một thấu kính, một mặt bảo vệ chip và mặt khác, phát ra ánh sáng.
Màu ánh sáng chính xác, phổ màu và hiệu suất phát sáng phụ thuộc vào vật liệu bán dẫn và, với đèn LED trắng, vào loại và độ dày ứng dụng của phốt pho trong lớp chuyển đổi. Sự phân tán của các thuộc tính LED là không thể tránh khỏi trong quá trình sản xuất. Vì lý do này, các đèn LED sau đó được sắp xếp vào các thùng theo màu sáng và các tính năng khác của chúng – còn được gọi là phân loại đèn LED.
3. Đèn LED trắng được sản xuất như thế nào
Ánh sáng LED trắng có thể được tạo ra theo hai cách:
- Một lớp chuyển đổi (phốt pho) bao gồm các hợp chất phốt pho khác nhau được áp dụng. Các hợp chất photpho này bị kích thích bởi ánh sáng xanh và bắt đầu phát sáng. Điều này được gọi là “chuyển đổi phát quang”. Các màu ánh sáng khác nhau, từ trắng ấm đến trắng ban ngày được tạo ra trên quỹ tích Planckian (hay “đường cong vật đen”) bởi sự lựa chọn và cường độ của các hợp chất phốt pho được sử dụng. Lớp phốt pho càng dày thì màu ánh sáng càng ấm, nhưng hiệu suất phát sáng (tính bằng lm/W) của đèn LED cũng giảm. Đèn LED trắng dùng cho mục đích chiếu sáng thường có ít hoặc không có thành phần tia UV.
- Ánh sáng trắng cũng có thể được tạo ra bằng cách pha trộn màu bổ sung của đèn LED với các màu cơ bản đỏ, lục và lam. Tuy nhiên, do quang phổ loang lổ, đặc tính hoàn màu của ánh sáng trắng được tạo ra có vấn đề.
4. Công nghệ LED: quản lý nhiệt hiệu quả là gì?
Đèn LED tạo ra nhiệt trong quá trình hoạt động – đồng thời chúng rất nhạy cảm với nhiệt độ. Do đó, quản lý nhiệt hiệu quả là cần thiết đối với đèn LED bền, công suất cao. PCB dẫn nhiệt (bảng mạch in) và, nếu cần, tản nhiệt, tản nhiệt. Điều này cho phép đèn LED duy trì hiệu suất của chúng trong một thời gian dài.
5. Công nghệ LED: Những thiết kế LED nào được sử dụng cho bộ đèn?
Các bộ đèn ngày nay hầu như chỉ sử dụng đèn LED SMD và mô-đun COB.
LED SMD
Trong thiết kế “Thiết bị gắn trên bề mặt” (SMD), linh kiện điện tử, trong trường hợp này là đèn LED, được hàn trực tiếp lên PCB. PCB thường là PCB lõi kim loại hấp thụ và tản nhiệt trực tiếp tại đèn LED. Thiết kế nhỏ cho phép thu nhỏ quang học chiếu, phân bố ánh sáng rất rõ ràng và góc khẩu độ hẹp.
Đèn LED SMD được cung cấp với các quang phổ, nhiệt độ màu và công suất khác nhau: Đèn LED công suất cao và công suất trung bình. Đèn Led công suất lớn thường có công suất tiêu thụ từ 1W trở lên. Bộ đèn với đèn LED công suất trung bình có độ chói thấp hơn ở bề mặt phát sáng và do đó đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng cần kiểm soát độ chói.
Mô-đun COB
Công nghệ “Chip-on-board” (COB) lắp ráp chip LED trực tiếp trên PCB mà không có vỏ riêng. Con chip được đóng gói để bảo vệ chống lại các tác động bên ngoài. Đối với mục đích chiếu sáng, các thiết kế đèn LED này thường được sử dụng cùng với chóa đèn. Đường kính của bề mặt phát sáng (LES: Light Emitting Surface) của COB là một thuộc tính đặc trưng.
6. Ưu điểm của đèn LED là gì?
(Công trình nhà ở ứng dụng đèn LED của IDA Lighting)Việc sử dụng đèn LED trong các ứng dụng chiếu sáng có một số ưu điểm:
- Hiệu quả rất cao trong việc tạo ra ánh sáng
- Tuổi thọ hữu ích lâu dài: đèn có thể hoạt động trong nhiều năm mà không cần thay đổi nguồn sáng, do đó chi phí bảo trì thấp
- Độ tin cậy chức năng rất cao – Đèn LED rất mạnh mẽ và chống sốc
- Các thành phần UV và IR tối thiểu cho phép các ứng dụng bảo tồn đáng tin cậy ngay cả đối với các đối tượng nhạy cảm, ví dụ như trong viện bảo tàng và phòng trưng bày
- Đèn LED có thể tạo ra ánh sáng màu với độ bão hòa cao, nghĩa là có thể bao phủ các khu vực rất lớn (gam) trong bất kỳ không gian màu nào
- Các thiết kế đèn LED nhỏ hơn cung cấp các tùy chọn thiết kế đèn mới
- Đèn LED cho phép điều khiển ánh sáng chính xác và hiệu quả cao
Khả năng điều khiển tốt (làm mờ): với thiết bị điều khiển phù hợp, có thể điều khiển công suất rất tốt.
