CẤU TẠO CỦA ĐÈN LED

Đèn Led có nhiều loại đèn từ đèn công nghiệp dành cho nhà xưởng, kho bãi, nhà máy,… đến loại đèn dân dụng như đèn trong nhà, đèn văn phòng,… Ngày nay xu hướng sử dụng đèn LED tăng cao và sử dụng rộng rãi dẫn đến có càng nhiều loại đèn LED được ra đời để đáp ứng nhu cầu người dùng. Nhưng dù có nhiều mẫu mã thì đèn LED đều có một cấu tạo chung cho tất cả các loại đèn.

Lăng kính

Lăng kính là bộ phận chiếu sáng của đèn, ánh sáng phát ra vào khoảng nửa trên bóng đèn với góc phân bố ánh sáng tiêu chuẩn của đèn là 180 độ chứ không giống các loại đèn huỳnh quang chiếu sáng 360 độ. Diện tích chiếu sáng thu gọn lại 180 độ làm đèn LED có thể chiếu sáng chỉ trên khu vực mục tiêu, đây là sự lựa chọn thích hợp cho những doanh nghiệp không muốn lãng phí ánh sáng tại khu vực không cần thiết như trần nhà.

Bên cạnh đó, công nghệ đèn LED vẫn luôn được phát triển ngày qua ngày để đáp ứng được đa dạng yêu cầu từ người tiêu dùng. Hiện nay cũng đã có phát minh đèn LED chiếu sáng 360 độ với góc phân bố có thể điều chỉnh được với sự chùm, hẹp, rộng khác nhau và góc chiếu sáng có thể được thay đổi bằng lăng kính. 

Lăng kính thông dụng nhất hiện nay là Polycarbonate, chúng được ưu tiên sử dụng vì ít cản ánh sáng và tương đối dễ sản xuất. Chất lượng bề mặt và hình dáng của lăng kính rất quan trọng để đảm bảo sự lan truyền của ánh sáng và để hạn chế tổn thất trong sản lượng ánh sáng. Chất lượng bề mặt và hình dáng của lăng kính sẽ đảm bảo sự lan truyền của ánh sáng và hạn chế tổn thất trong sản lượng ánh sáng.

Chip LED

Chip LED được coi là đôi mắt của đèn, là bộ phận quan trọng nhất giúp đèn phát ra ánh sáng và đây cũng là bộ phận nổi trội khác với đèn huỳnh quang và đèn sợi đốt.

Chip LED bản chất là một đi-ốt, nó chứa một led bán dẫn có pha các tạp chất. LED được làm từ một khối bán dẫn loại P-type ghép với một khối bán dẫn loại N-type. 

Nguyên lý hoạt động: Kênh P chứa lỗ trống trong khi kênh N chứa điện từ. Khi nguồn điện một chiều đi từ kênh P sang kênh N thì chỗ tiếp giáp giữa hai khối bán dẫn của LED chip, các điện tử sẽ lấp đầy lỗ trống và dẫn điện hiện tượng tạo ra các bức xạ ánh sáng, đó cũng là phổ ánh sáng nhìn thấy được.

 

Cấu tạo của chip LED: chip LED có cấu tạo gồm 5 bộ phận gồm giá đỡ, mắt chip, keo, bột huỳnh quang và dây dẫn điện.

• Giá đỡ: là bộ phận nâng đỡ cho chip, đồng thời khi đèn LED sản sinh ra lượng nhiệt lớn thì giá đỡ cũng là bộ phận có tác dụng tản nhiệt cho chip.
• Mắt chip: đây là bộ phận quan trọng nhất có tác dụng phát sáng, tùy thuộc vào cấu tạo các chất bán dẫn mà đèn LED sẽ chiếu ra ánh sáng có màu sắc khác nhau.
• Keo: keo tản nhiệt giúp chip duy trì nhiệt độ thích hợp, phụ trách tản nhiệt cho chip khi nhiệt độ tăng lên. Có một số loại keo thường được dùng như keo nhựa silica, keo nhựa epoxy. Hai loại keo nhựa đều có điểm tốt và hạn chế khác nhau: Dòng keo silica có khả năng tản nhiệt tốt, tốc độ suy giảm của quang thông thấp nhưng dây dẫn nguồn dễ bị ép đứt và có giá thành cao. Còn keo epoxy có khả năng tản nhiệt thấp hơn keo silica và có giá thành thấp hơn nhưng quang thông suy giảm nhanh, đổi màu ánh sáng.
• Bột huỳnh quang: hay còn được gọi là hợp chất bán dẫn vô cơ, có tác dụng tạo màu cho ánh sáng khi đèn LED chiếu sáng.
• Dây dẫn điện: nối từ cực của hai chân đến chip. Dây dẫn vàng được đánh giá là dây dẫn tốt nhất vì khả năng dẫn điện và truyền nhiệt của dây dẫn vàng rất cao và đồng thời vì lực căng dây tốt nên dây dẫn vàng ít khi có hiện tượng đứt dây dẫn. Dây dẫn vàng thường gặp là 0.8 milimet, 1.0 milimet. Bên cạnh đó dây dẫn đồng tuy giúp tiết kiệm chi phí nhưng chất lượng lại kém hơn.

Dưới sự phát triển không ngừng của công nghệ, ngày càng nhiều loại chip LED đã ra đời với mục tiêu mang đến hiệu suất chiếu sáng tốt hơn, đáp ứng đa dạng nhu cầu của người tiêu dùng. Dưới đây là một số hình ảnh của chip LED:

Lớp bề mặt (Substrate material)

Thường là một lõi kim loại PCB được sử dụng để gắn đèn LED. Bên cạnh việc cung cấp bề mặt để gắn chip LED, lõi kim loại còn dùng giúp chuyển nó vào bộ tản nhiệt với bề mặt tiếp xúc rộng hơn. Nhờ vậy khả năng chiếu sáng và hoạt động của đèn trở nên linh hoạt khi sử dụng.

Lớp tiếp xúc (Interface materials)

Thông thường là keo hoặc dầu mỡ. Phần này được sử dụng để tối đa tiếp xúc khi gắn lớp bề mặt vào bộ phần tản nhiệt, nhờ vậy đã giúp tối đa hóa việc truyền tải nhiệt.

LED Driver

Khác với các loại đèn truyền thống, đèn led có bộ chuyển nguồn dùng để kiểm soát dòng điện và điện áp cung cấp cho đèn LED được gọi là LED Driver.

LED Driver (còn được gọi là nguồn LED, hay trình điều khiển LED) là một nguồn điện khép kín để kiểm soát dòng điện và điện áp cung cấp cho đèn LED. LED Driver tương tự như chấn lưu cho đèn huỳnh quang hoặc máy biến áp cho bóng đèn điện áp thấp: chúng cung cấp cho đèn LED lượng điện mà nó đòi hỏi để hoạt động một cách tốt nhất.

Bộ tản nhiệt

Khi các thiết bị hoạt động luôn tạo ra lượng nhiệt nhất định, đồng thời lượng nhiệt này sẽ làm giảm đi tuổi thọ của đèn. Tức là nếu đèn hoạt động càng lâu lượng nhiệt sinh ra càng nhiều thì tuổi thọ sẽ càng bị giảm đi nhanh chóng. Chính vì vậy bộ phận tản nhiệt của đèn rất quan trọng và được ví như lá phổi của đèn LED.

Bộ phận tản nhiệt có 2 loại. Tản nhiệt chủ động, thường là 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, nhưng trong hầu hết các ứng dụng, tản nhiệt bị đồng là đủ để giúp cho bộ đèn có nhiệt độ hoạt động tốt nhất.

Tuổi thọ đèn LED càng dài càng tiết kiệm được chi phí thay thế mua mới bóng đèn, bởi vậy những yếu tố ảnh hưởng đến đèn LED được cẩn thận chú ý như là nhiệt độ của đèn.

Vỏ bọc bên ngoài

Vỏ bọc bên ngoài được làm từ nhựa trong suốt hoặc hợp kim nhôm chuyên dụng. Phần vỏ này có tác dụng làm giá đỡ và giúp bảo vệ thành phần bên trong trước tác dụng của ngoại lực, tránh tác động mạnh làm phá vỡ kết cấu bên trong và gây hỏng đèn. Đồng thời phần chóp cầu phía trên của vỏ có tác dụng hội tụ hướng ánh sáng phát ra theo một hướng với một góc mở nhất định.