Đèn LED là gì?

Đèn LED là một thiết bị chiếu sáng mang công nghệ tiên tiến nhất hiện nay. Trong đó từ “LED” là từ viết tắt của cụm từ Light-Emitting-Diode nghĩa là diode phát quang. Khi có dòng điện đi qua nó sẽ phát ra ánh sáng. Đèn LED được phát minh ra vào khoảng thế kỷ 20, lúc này chỉ có màu đơn sắc. Về sau các nhà khoa học đã dần tạo nên nguồn sáng đa sắc, đáp ứng tốt về nhu cầu chiếu sáng và trang trí của mọi người.

Các bộ phận chính trong cấu tạo của một đèn LED dân dụng

Hiện này có nhiều dòng đèn LED như bulb, downlight, panel, spotlight, tube. Mỗi loại sẽ có kiểu dáng khác nhau nên về cấu trúc cấu tạo của bóng đèn là không giống nhau. Tuy vậy, đèn LED cấu tạo vẫn có những bộ phận chính với các chức năng giống nhau ở các bóng đèn.

Chip LED

Chip LED là bộ phận quan trọng nhất quyết định tới chất lượng, tổng lượng ánh sáng và cả tuổi thọ của bóng đèn LED. Chip LED được ví như trái tim của đèn LED. Chip LED sẽ phát sáng dựa trên hiện tượng phát sáng của vật liệu bán dẫn khi có dòng điện đi qua.

Chip LED với cấu tạo là một diode phát quang chứa vật liệu bán dẫn bản P và N và tạp chất để tạo tiếp giáp giữa các electron (bản N) đi qua các lỗ ở bản P. Khi các điện tử lấp đầy các lỗ sẽ sinh ra bức xạ ánh sáng và phát sáng. 

Chip LED là bộ phận quan trọng trong cấu tạo đèn LED chứa vật liệu bán dẫn liên quan tới quá trình bức xạ ánh sáng, nên có tác động quan trọng tới chất lượng ánh sáng và tuổi thọ bóng đèn. Bóng đèn có chip LED cao cấp thì tuổi thọ sẽ kéo dài và phát ra nguồn sáng có quang thông và hiệu suất sáng cao, tiết kiệm điện năng. 

Màu sắc của ánh sáng sẽ phụ thuộc vào chất liệu bán dẫn. Nếu vật liệu bán dẫn của đèn led cấu tạo được thiết kế với mức nhiệt độ màu từ 2700 - 3500K sẽ cho ánh sáng vàng, từ 4000 - 5500K sẽ cho ánh sáng trung tính, > 6000K sẽ cho ánh sáng trắng.

Bộ nguồn - Driver

Bộ nguồn hay còn gọi là driver của đèn led cấu tạo đóng vai trò kết nối và chuyển đổi nguồn điện từ điện lưới hoặc từ nguồn khác như ắc quy, pin để trở thành dòng điện phù hợp với chip LED. Nhờ nguồn điện này, quá trình bức xạ ánh sáng ở chip LED diễn ra và phát sáng liên tục.

Bộ nguồn trong cấu tạo đèn LED được thiết kế để có thể chống ẩm và bụi bẩn với IP tối thiểu đạt 20 để đảm bảo cung cấp nguồn điện ổn định cho bóng đèn và tuổi thọ tương đương với chip LED hay đèn LED.

Lớp mạch của đèn LED

Lớp mạch hay còn gọi là mạch in thường có dạng tấm PCB mỏng để gắn các chip LED của đèn lên. Các chip LED được gắn lên mạch in bằng các mối hàn. Độ bền và khả năng chiếu sáng của bóng đèn cũng có thể bị ảnh hưởng tới yếu tố này. Với các mối hàn kém khiến các chip LED rơi ra khỏi mạch in sẽ khiến cho bóng đèn LED chiếu sáng chập chờn hoặc không sáng. Khi đó, người ta sẽ mua chip LED mới và gắn vào bản mạch in.

Đối với bóng đèn LED đơn sắc, người ta sẽ lắp chip LED có cùng màu ánh sáng (cùng mức nhiệt độ màu). Đối với dòng đèn LED đổi 2 màu hoặc 3 màu, người ta sẽ gắn 2 hoặc 3 loại chip LED trên bản mạch đó. 

Vỏ đèn

Vỏ đèn trong cấu tạo đèn LED có tác dụng bảo vệ tất cả các bộ phận bên trong của đèn như chip LED, mạch in, bộ nguồn (với đèn LED bulb, downlight, spotlight, tube) tránh khỏi các yếu tố môi trường. Phần vỏ đèn thường được làm từ các loại vật liệu như nhựa PC, nhựa acrylic, mica, nhôm,...

Yêu cầu đối với phần vỏ của bóng đèn đó là khả năng chống ẩm và bụi bẩn tốt, tản nhiệt tốt để đảm bảo tuổi thọ bóng đèn và tán quang tốt để giúp đèn chiếu sáng tốt.

Bộ phận tản nhiệt

Trong quá trình chuyển hóa từ điện năng thành quang năng, thì sẽ có một phần nhiệt năng thoát ra. Bộ phận này trong cấu tạo của đèn LED có tác dụng điều chỉnh mức nhiệt của các tinh thể phát sáng từ cao xuống thấp. Đèn LED có bộ phận tản nhiệt tốt sẽ làm mát hiệu quả, đảm bảo cho đèn hoạt động ổn định trong thời gian dài.

Với bóng đèn LED thì lượng nhiệt năng này sinh ra không đáng kể, ít hơn rất nhiều so với bóng đèn sợi đốt. Đó là lý do, bạn sẽ cảm thấy mát mẻ dễ chịu hơn khi ngồi cạnh bóng đèn LED và cảm thấy nóng với bóng đèn sợi đốt.

Cấu tạo của một đèn LED Bulb

Đèn LED bulb có 2 dạng hình tròn và hình trụ. Điểm nhận diện khác nhau giữa 2 loại bóng đèn này là phần đầu bo tròn hoặc bo hình trụ. 

Đối với bóng đèn LED bulb, tất cả các bộ phận như: chip LED, mạch in, nguồn, tản nhiệt đều nằm bên trong vỏ của bóng đèn. 

Phần mạch in chứa các chip LED được xếp hình trong và nằm trên cùng gần với phần vỏ đèn để chiếu sáng tối ưu nhất. Các bộ phận khác sẽ được sắp xếp bên dưới để không gây cản trở tới không gian truyền ánh sáng của đèn từ chip LED tới vỏ đèn và đi ra bên ngoài.

Cấu tạo của đèn LED downlight âm trần

Dòng đèn LED downlight với hướng ánh sáng cố định chiếu từ trên xuống sẽ gồm có 2 loại được phân chia theo cách lắp đặt. Đó là đèn LED downlight âm trần và ốp trần/nổi trần

Cấu tạo của đèn LED downlight âm trần thường gồm có các bộ phận chính sau: 

• Phần tán xạ ánh sáng
• Mạch LED chiếu sáng chứa các chip LED
• Mạch nguồn điều khiển cung cấp điện năng cho đèn
• Vỏ đèn với tác dụng bảo vệ đèn với phần tai đèn để cố định với lỗ khoét khi lắp đặt lên trần.

Cấu tạo của bóng đèn LED tube

Đối với bóng đèn LED tube thì bộ nguồn sẽ được lắp ở 1 đầu của bóng, mạch in và chip LED sẽ nằm dọc theo chiều dài của bóng đèn. Với 6 bộ phận: 

• Đui đèn
• Bộ nguồn (Driver)
• Lớp vỏ bảo vệ nguồn
• Mạch in
• Chip LED
• Vỏ tán quang

Tại sao nên sử dụng đèn LED trong chiếu sáng?

Bên cạnh cấu tạo đèn LED sử dụng chip LED hoạt động giúp tiết kiệm điện năng. Thì đèn LED có nhiều ưu điểm và tính năng vượt trội, phù hợp với nhu cầu sử dụng nguồn sáng trong thời đại mới.

• Hiệu suất năng lượng cao: Với bóng đèn truyền thống thì chỉ 20% năng lượng điện được chuyển hóa thành ánh sáng. Trong khi có tới 80% bị mất và chuyển thành nhiệt. Còn đèn LEDcó hiệu suất năng lượng cao phần lớn năng lượng được sử dụng để phát sáng. Bên cạnh đó LED sinh ra ánh sáng có hướng cụ thể. Hiệu quả hơn so với bóng đèn sợi đốt và bóng huỳnh quang truyền thống, loại bóng làm tiêu tốn năng lượng bằng cách phát ra ánh sáng theo mọi hướng.
• Tuổi thọ cao: Tuổi thọ bóng đèn sợi đốt khoảng 1.000 – 2.000 giờ. Đèn huỳnh quang khoảng 5.000 – 8.000 giờ. Trong khi đó, tuổi thọ của LED lên tới 35.000 đến 50.000 giờ, cao hơn hẳn so với các loại đèn truyền thống. Tuổi thọ bóng LED cao như vậy sẽ làm giảm chi phí bảo dưỡng và thay mới.
• Có khả năng chống sốc tốt: Cấu tạo đèn LED với lớp vật liệu cao cấp và có khả năng cách điện, cách nhiệt tốt sẽ giúp bảo vệ đèn khỏi các tác động ngoại lực để giúp đèn hoạt động ổn định, có khả năng chống sốc cao.
• Khả năng chống rung: Đèn LED được thiết kế với các điện cực đã được bảo vệ bên ngoài bởi lớp nhựa acrylic chất liệu trong suốt. Điều này giúp đèn led có khả năng chống rung hiệu quả ngay cả khi nơi lắp đặt di chuyển.
• An toàn sử dụng: Đèn led được coi là thiết bị chiếu sáng đảm bảo an toàn cho cho người sử dụng khi lắp đặt trong nhà. Đèn LED còn có khả năng chống cháy nổ, không chứa các loại tia UV, tia cực tím, tia hồng ngoại. Bên cạnh đó, đèn LED luôn chiếu sáng ổn định, không có hiện tượng nhấp nháy, nên vô cùng thân thiện với người dùng.