Đèn led và sự thay đổi tiến bộ trong lĩnh vực chiếu sáng

Đèn led là gì?

Đèn LED (Light Emitting Diode- là diode phát quang), là các diod có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Công nghệ LED là công nghệ chiếu sáng bằng 2 điện cực với sự hỗ trợ của các loại vật liệu bán dẫn và công nghệ nano.

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 và khối còn lại mang những lỗ trống điện tích dương. 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.

Đèn led KHÔNG sử dụng nguồn điện xoay chiều với hiệu điện thế nhỏ nên thường có bộ lọc và bộ điều khiển (led Driver) đi kèm.

Ưu điểm của đèn LED

Đèn LED có những ưu điểm như tiết kiệm năng lượng tiêu thụ từ 70%-80% so với loại đèn thông thường. Một bóng đèn LED công suất 5W có thể cho ánh sáng tương đương với một bóng đèn Compact công suất 10W và một bóng đèn sợi đốt 50w. Thời gian chiếu sáng lý tưởng của đèn LED trắng trung bình 100,000 giờ (tương đương 35 năm, mỗi ngày hoạt động 8 giờ). Theo tính toán của viện Hàn Lâm khoa học Mỹ, nếu sử dụng đèn LED cho 50% nhu cầu chiếu sáng hiện nay ở nước này. Mỗi năm sẽ tiết kiệm được 17 GigaWatt điện, tương đương công suất của 17 cụm nhà máy điện hạt nhân. Với lĩnh vực chiếu sáng công cộng Đèn led đã được đưa vào dự toán của các dự án chiếu sáng mới và đang dần được thay thế cho đèn cao áp truyền thống

Đèn LED có những ưu điểm khác như khi hoạt động không sinh ra các tia hồng ngoại hay tia cực tím. Những ưu điểm của loại đèn này là không thể phủ nhận, những thiết kế với nhiều phong cách khác nhau đã và đang biến đèn LED trở thành một thiết bị chiếu sáng đáng được lựa chọn cho không gian sống của mỗi gia đình và các công trình xây dựng.

Bất kỳ sự chấn động nhẹ hay va chạm nào thì dây tóc của bóng đèn huỳnh quang có thể đứt và dẫn đến tình trạng cháy nổ nhưng LED do cấu tạo an toàn và nhỏ gọn không dễ dàng bị phá hủy và hư hỏng. LED còn an toàn hơn cho người sử dụng về lâu dài và an toàn cho môi trường vì không chứa thủy ngân. Ánh sáng LED liên tục và không nhấp nháy như bóng đèn huỳnh quang vốn bị xem là nguyên nhân của chứng đau nửa đầu và ảnh hưởng không nhỏ đến sức khoẻ và đặc biệt là thị lực của trẻ nhỏ

Đèn LED thay thế đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang bởi những ưu điểm như tiết kiệm năng lượng, tuổi thọ cao, kích thước nhỏ, nhiệt năng sinh ra trong quá trình hoạt động không đáng kể, hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp, không sử dụng thủy ngân như các loại bóng huỳnh quang thông thường.

Ánh sáng phát ra của đèn LED và sức khoẻ con người

Màu sắc phụ thuộc vào chất liệu làm ra nó. Ví dụ như đèn LED màu đỏ được làm từ các thành phần hóa học như nhôm, gali, a-xen. Đèn LED màu trắng được tạo ra bằng cách bao phủ một lớp photpho màu vàng bên ngoài đèn LED xanh da trời.

Với sự phát triển ngày càng nhanh chóng của công nghệ LED, phạm vi và khả năng ứng dụng của LED ngày càng mở rộng trong các hoạt động đời sống.

Thiết kế cơ bản của đèn led và tối ưu hoá hiệu quả chiếu sáng

Một bộ đèn led thông thường luôn có 3 bộ phận cấu thành

• Driver – nguồn – Chấn lưu – tăng phô là bộ chuyển đổi điện áp xoay chiều 220V thành điện áp 1 chiều với dòng điện ổn định ở các mức 300mA, 600mA, 900mA, 1200mA….điện áp giao động từ 3V-200V tuỳ theo công suất đèn hoặc thiết kế bo mạch chip led
• Chip led – mắt led – nhân led có các chủng loại như chip led smd, chip led cob, chip led highpower về cơ bản đều là những diot được gắn trên một bo mạch bằng nhôm
• Thân đèn-vỏ đèn led được thiết kế để chứa bo mạch led, quy định góc chiếu sáng của đèn và quan trọng nhất là bộ phận tản nhiệt cho chip led khi đèn thắp sáng.
• 

=>Bo mạch chip led được gắn với thân đèn, phải có keo hoặc nhựa tản nhiệt ở khoảng tiếp xúc. Với những đèn công suất nhỏ, nhiệt lượng toả ra ít nên thành phần này có thể không quan trọng, nhưng với các loại đèn led công suất lớn hơn hoặc đèn led hoạt động liên tục thì keo tản nhiệt là rất quan trọng để đảm bảo đúng tuổi thọ của chip led

Các diot phát quang gắn trên các bo mạch hình tròn hoặc vuông và nó chỉ phát sáng ra 1 hướng chứ không sáng xung quanh như đèn sợi đốt hay đèn huỳnh quang vì thế hiệu quả chiếu sáng của đèn led luôn gấp đôi đèn thông thường cùng thông số. Các thiết kế vỏ đèn vì thế mà trở lên nhỏ gọn và đơn giản hơn rất nhiều, tiết kiệm khá nhiều trong sản xuất chiếu sáng thương mại