Các bộ phận cơ bản trong cấu tạo đèn LED

Cấu tạo chung của một chiếc đèn LED luôn bao gồm các bộ phận: Chip LED (Bộ phận phát sáng), LED Driver (Nguồn – Bộ phận chuyển đổi điện áp), Heatsink (Bộ phận tản nhiệt) và Lens (Thấu kính – Phát tán và định hướng ánh sáng).

1. Chip LED (Bộ phận phát sáng)

LED là viết tắt của cụm từ Light Emitting Diode nghĩa là điốt phát quang.

Lịch sử phát triển của LED

Hiện tượng điốt phát quang được H.J.Round phát hiện lần đầu tiên vào năm 1907 tại phòng thí nghiệm Marconi. Tới năm 1955, Rubin Braustein phát hiện ra có bức xạ hồng ngoại trên hợp chất bán dẫn GaAs và một số hợp chất khác. Đến năm 1961, hai nhà khoa học người Mỹ là Robert Biard và Gary Pittman cũng phát hiện ra GaAs phát ra tia hồng ngoại khi có dòng điện chạy qua và nhận bằng phát minh LED hồng ngoại.

LED đầu tiên trên thế giới phát ra ánh sáng có thể nhìn thấy là loại LED đỏ do Nick Holonyak phát hiện vào năm 1962 khi đang làm việc cho General Electric Company và Holonyak được xem như là cha đẻ của LED.

Những năm 1974, 1976, 1994 và 1995, bằng việc ứng dụng các chất bán dẫn mới và kỹ thuật cấy ghép lên chất nền để tạo ra lớp bán dẫn p, các nhà khoa học đã phát minh được thêm các loại led vàng, led đỏ cam, led xanh da trời, led cáp quang. Sau đó hợp chất YAG (Y3Al5O12:Ce) đã được nghiên cứu làm lớp phủ để trộn ánh sáng vàng với ánh sáng xanh da trời tạo ra LED có ánh sáng trắng. Tới năm 2006 Nakamura được trao giải thưởng công nghệ thiên niên kỷ cho phát minh này.

chip LED Bridgelux

Cấu tạo cơ bản của LED

Cấu tạo cơ bản của LED được tạo nên từ một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N (thường được gọi là chip LED hoặc semiconductor die). Khi được cấp nguồn điện một chiều thì chỗ tiếp giáp giữa hai khối bán dẫn của chip LED sẽ phát ra phổ ánh sáng nhìn thấy được.

cấu tạo của một chip LED

Tuy nhiên, để có thể đưa LED thành sản phẩm thương mại hóa và ứng dụng phổ biến vào thực tiễn thì cần phải có công nghệ xử lý tiếp theo với chip LED, thuật ngữ thường dùng cho công nghệ này là LED Packagging Techology hay công nghệ đóng gói LED và sản phẩm cuối được gọi là led packaged (các gói led).

Để có thể chế tạo được chip LED thì đòi hỏi phải có công nghệ hiện đại với trình độ rất cao. Trên thực tế chỉ có một số ít các hãng công nghệ trên thế giới có thể làm được chip LED. Một mặt những hãng này có thể kiêm luôn công đoạn đóng gói led, mặt khác họ là nhà cung cấp chip LED cho rất nhiều các công ty khác chuyên về đóng gói LED. Kết quả là có hàng trăm nhà sản xuất trên thế giới tham gia sản xuất các gói LED. Tiếp theo của chuỗi cung ứng là có tới hàng nghìn công ty trên thế giới sử dụng các gói led này để sản xuất ra các sản phẩm đèn chiếu sáng phục vụ cho các nhu cầu sử dụng khác nhau trong xã hội.

Cùng với sự phát triển của chip LED thì công nghệ đóng gói LED cũng luôn được cập nhật và phát triển để cho ra đời các gói led ngày càng đa dạng hơn với hiệu suất chất lượng ngày càng cao, nhưng điều đó gần như không đồng nghĩa với việc các công nghệ đóng gói ra đời trước là lạc hậu mà nên được hiểu là mỗi công nghệ đóng gói sẽ tạo ra những gói LED phục vụ cho những nhu cầu sử dụng khác nhau.

2. LED Driver (Nguồn đèn LED – Bộ phận chuyển đổi điện áp)

LED Driver là bộ phận chuyển đổi điện áp từ AC-DC hoặc từ DC-DC để cấp nguồn phù hợp cho LED. Cấu tạo của bộ nguồn đèn LED từ rất nhiều linh kiện điện tử khác nhau, chất lượng các linh kiện khác nhau cũng tạo nên chất lượng của nguồn đèn LED khác nhau.

Nên sử dụng các loại LED Driver ổn định dòng diện (thay vì ổn định điện áp) sẽ tốt hơn cho sự hoạt động của đèn LED.

Một số yêu cầu đối với LED Driver:

–  Độ ổn định điện áp (hoặc dòng điện) cao.

–  Hệ số công suất cao >90%.

–  Có IC và bộ phận bảo vệ để ngắt mạch khi bị quá tải.

–  Tản nhiệt cho LED Driver (hoạt động ổn định ở điều kiện <60oC)

Một số nhà sản xuất LED Driver hàng đầu như: Philips, Meanwell,…

nguồn philips xitanium 65W

3. Bộ phận tản nhiệt (Heatsink)

Trong quá trình đèn LED phát ra ánh sáng, bề mặt tiếp xúc giữa 2 lớp P – N của LED sinh ra lượng nhiệt độ người ta gọi là nhiệt độ Tj  (T- junction). Khi cường độ phát xạ ánh sáng càng lớn thì nhiệt độ Tj càng cao. Nhiệt độ có tác động rất lớn đến tuổi thọ của LED. Người ta đã tính toán nếu nhiệt độ Tj của LED tăng lên 20oC thì tuổi thọ của LED sẽ giảm mất 50%. Đồng thời nhiệt độ Tj tăng cũng làm giảm hiệu suất chiếu sáng của đèn. Do đó vấn để xử lý tản nhiệt của LED là cực kỳ quan trọng.

Hiện nay với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, HKLED cũng đang nghiên cứu những vật liệu có hệ số dẫn nhiệt cao tạo nên bộ tản nhiệt để đảm bảo đèn LED hoạt động ổn định, kéo dài tuổi thọ, nâng cao hiệu suất phát quang của đèn.

4. Lens (Thấu kính – phát tán và định hướng ánh sáng)

Để làm nên một chiếc đèn LED chiếu sáng chất lượng ngoài chip LED, chấn lưu… thì thấu kính LED cũng là vật liệu quan trọng. Chúng góp phần tạo ra nguồn ánh sáng tự nhiên, không bị chói lóa đối với mắt người nhìn.

Thấu kính thường được tạo nên từ các vật liệu: PMMA (polymethylmethacrylate hay acrylic), PMMI (polymethacrylmethylimid hay pleximid), PC (polycarbonate), Kính cường lực.

Tìm hiểu thêm về các vật liệu tạo nên thấu kính tại đây.

Các bộ phận trên đây là những bộ phận quan trọng, giúp xác định chất lượng của một chiếc đèn LED. Sản phẩm của HKLED chúng tôi luôn sử dụng những linh kiện được đảm bảo về chất lượng cũng như hiệu suất. Liên hệ hotline 0933.734.666 – 0966.734.666 – 0924.734.666 – 0786.734.666 để được tư vấn và báo giá các sản phẩm đèn đường LED, đèn sân bóng, đèn nhà xưởng,…

 

 

Bình luận trên Facebook