Thực đơn
trang chủYandex

Mục đích: nguyên lý hoạt động và cấu tạo của đèn LED. Ưu điểm của đèn LED so với các loại đèn khác. Màu sắc LED khác nhau

Kể từ khi phát hiện ra đèn LED màu đỏ vào năm 1962, sự phát triển của nguồn sáng ở trạng thái rắn đã không ngừng phát triển. Mỗi thập kỷ được đánh dấu bằng những thành tựu khoa học và mở ra những chân trời mới cho các nhà khoa học. Năm 1993, khi các nhà khoa học Nhật Bản thu được ánh sáng xanh và sau đó là ánh sáng trắng, sự phát triển của đèn LED đã chuyển sang một tầm cao mới. Các nhà vật lý trên khắp thế giới phải đối mặt với một nhiệm vụ mới, bản chất của nhiệm vụ này là sử dụng hệ thống chiếu sáng LED làm nhiệm vụ chính.

Ngày nay, chúng ta có thể rút ra những kết luận đầu tiên cho thấy sự thành công của sự phát triển của hệ thống chiếu sáng LED và quá trình hiện đại hóa đèn LED đang diễn ra. Đèn LED sử dụng công nghệ COB, COG, SMD, dây tóc đã xuất hiện trên các kệ hàng.

Mỗi loại được liệt kê hoạt động như thế nào và những quá trình vật lý nào buộc tinh thể bán dẫn phát sáng?

LED là gì?

Trước khi phân tích thiết bị và nguyên lý hoạt động, chúng ta hãy xem xét ngắn gọn đèn LED là gì.

Đèn LED là một thành phần bán dẫn có điểm nối lỗ điện tử tạo ra bức xạ quang học khi dòng điện truyền theo hướng thuận.

Không giống như dây tóc và nguồn sáng huỳnh quang, ánh sáng phát ra từ đèn LED nằm trong một phạm vi quang phổ nhỏ. Nghĩa là, tinh thể đi-ốt phát sáng phát ra một màu cụ thể (trong trường hợp đèn LED quang phổ nhìn thấy được). Để thu được phổ phát xạ cụ thể, đèn LED sử dụng thành phần hóa học đặc biệt gồm chất bán dẫn và phốt pho.

Sự khác biệt về thiết bị, thiết kế và công nghệ

Có nhiều đặc điểm để phân loại đèn LED thành các nhóm. Một trong số đó là sự khác biệt về công nghệ và sự khác biệt nhỏ trong thiết bị, nguyên nhân là do đặc thù của các thông số điện và phạm vi tương lai của đèn LED.

NHÚNG

Gói nhựa epoxy hình trụ có hai dây dẫn là thiết kế đầu tiên dành cho tinh thể phát sáng. Một hình trụ tròn màu hoặc trong suốt đóng vai trò như một thấu kính, tạo thành chùm ánh sáng định hướng. Các dây dẫn được đưa vào các lỗ của bảng mạch in (DIP) và được hàn để tạo tiếp xúc điện.

Tinh thể phát ra nằm trên cực âm, có hình lá cờ và được nối với cực dương bằng một sợi dây rất mỏng. Có những mẫu có hai và ba tinh thể có màu sắc khác nhau trong một gói với số lượng chân từ hai đến bốn. Ngoài ra, một vi mạch có thể được chế tạo bên trong vỏ để kiểm soát thứ tự phát sáng của các tinh thể hoặc thiết lập độ tinh khiết của nhấp nháy của nó. Đèn LED trong vỏ DIP có dòng điện thấp và được sử dụng trong hệ thống chiếu sáng, màn hình và vòng hoa.

Trong nỗ lực tăng quang thông, một thiết bị tương tự đã xuất hiện cùng với một thiết bị cải tiến trong gói DIP có bốn chân, được gọi là “piranha”. Tuy nhiên, lượng ánh sáng tăng lên được bù đắp bởi kích thước của đèn LED và độ nóng mạnh của tinh thể, điều này đã hạn chế phạm vi ứng dụng của “cá piranha”. Và với sự ra đời của công nghệ SMD, việc sản xuất của họ thực tế đã chấm dứt.

SMD

Các thiết bị bán dẫn gắn trên bề mặt bảng mạch in về cơ bản khác với các thiết bị tiền nhiệm của chúng. Sự xuất hiện của chúng đã mở rộng khả năng thiết kế hệ thống chiếu sáng, giúp giảm kích thước của đèn và tự động hóa hoàn toàn việc lắp đặt. Ngày nay, đèn LED SMD là thành phần phổ biến nhất được sử dụng để tạo ra các nguồn sáng ở bất kỳ định dạng nào.

Phần đế của vỏ nơi gắn tinh thể là một chất dẫn nhiệt tốt, giúp cải thiện đáng kể khả năng thoát nhiệt khỏi tinh thể phát sáng. Trong thiết bị LED màu trắng, có một lớp phốt pho giữa chất bán dẫn và thấu kính để thiết lập nhiệt độ màu mong muốn và trung hòa bức xạ cực tím. Trong các thành phần SMD có góc bức xạ rộng, không có thấu kính và bản thân đèn LED có hình dạng song song.

lõi ngô

Chip-On-Board là một trong những thành tựu thực tế mới nhất, trong tương lai gần sẽ dẫn đầu trong việc sản xuất đèn LED trắng trong chiếu sáng nhân tạo. Một tính năng đặc biệt của thiết bị LED là như sau: hàng chục tinh thể không có vỏ và chất nền được gắn vào đế nhôm (đế) thông qua keo điện môi, và sau đó ma trận thu được được phủ một lớp phốt pho thông thường. Kết quả là một nguồn sáng có sự phân bố quang thông đồng đều, loại bỏ sự xuất hiện của bóng.

Một biến thể của COB là Chip-On-Glass (COG), bao gồm việc đặt nhiều tinh thể nhỏ lên bề mặt kính. Đặc biệt, chúng được biết đến rộng rãi, trong đó bộ phận phát ra là một thanh thủy tinh có đèn LED được phủ một lớp phốt pho.

Nguyên lý hoạt động của đèn LED

Bất chấp các tính năng công nghệ đã được xem xét, hoạt động của tất cả các đèn LED đều dựa trên nguyên tắc hoạt động chung của phần tử phát ra. Sự chuyển đổi dòng điện thành quang thông xảy ra trong một tinh thể, bao gồm các chất bán dẫn có độ dẫn điện khác nhau. Một vật liệu có độ dẫn n thu được bằng cách pha tạp nó với các electron, và một vật liệu có độ dẫn p thu được bằng cách pha tạp nó với các lỗ trống. Do đó, các hạt mang điện bổ sung có hướng ngược nhau được tạo ra trong các lớp liền kề.
Tại thời điểm điện áp chuyển tiếp được đặt vào, sự chuyển động của các electron và lỗ trống đến điểm nối p-n bắt đầu. Các hạt tích điện vượt qua rào cản và bắt đầu kết hợp lại, tạo ra dòng điện chạy qua. Quá trình tái hợp của lỗ trống và electron trong vùng tiếp giáp pn đi kèm với sự giải phóng năng lượng dưới dạng photon.

Nói chung, hiện tượng vật lý này áp dụng cho tất cả các điốt bán dẫn. Nhưng trong hầu hết các trường hợp, bước sóng photon nằm ngoài phổ bức xạ khả kiến. Để làm cho một hạt cơ bản chuyển động trong khoảng 400-700 nm, các nhà khoa học đã phải tiến hành nhiều thí nghiệm để lựa chọn các nguyên tố hóa học phù hợp. Kết quả là, các hợp chất mới xuất hiện: gali arsenide, gali photphua và các dạng phức tạp hơn của chúng, mỗi loại được đặc trưng bởi bước sóng riêng và do đó có màu sắc của bức xạ.

Ngoài ánh sáng hữu ích do đèn LED phát ra, một lượng nhiệt nhất định được tạo ra ở điểm nối p-n, làm giảm hiệu suất của thiết bị bán dẫn. Vì vậy, việc thiết kế đèn LED công suất cao phải tính đến khả năng tản nhiệt hiệu quả.

Đọc thêm

Đèn LED đang trở thành giải pháp ngày càng phổ biến trong nhiều lĩnh vực. Chúng có thể được sử dụng làm sản phẩm trang trí hoặc chiếu sáng trong nhà cũng như các khu vực khác nhau bên ngoài tòa nhà. Đèn LED được cung cấp ra thị trường với nhiều biến thể khá đa dạng. Đồng thời, các nhà phát triển các sản phẩm liên quan định kỳ đưa ra các giải pháp sáng tạo mà trong tương lai có thể tạo ra các phân khúc thị trường mới. Các loại đèn LED phổ biến nhất hiện nay là gì? Chúng có thể được sử dụng cho mục đích gì?

Đèn LED là gì?

Trước khi xem xét các loại đèn LED phổ biến, chúng ta hãy cùng tìm hiểu thông tin chung về các thiết bị tương ứng. Đèn LED là chất bán dẫn có khả năng chuyển đổi dòng điện thành ánh sáng. Trong trường hợp này, tinh thể bán dẫn, thành phần chính của nó, bao gồm một số lớp được đặc trưng bởi 2 loại độ dẫn điện. Cụ thể - lỗ và điện tử.

Sự dẫn điện loại thứ nhất liên quan đến việc chuyển một electron từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, có vị trí tự do. Lần lượt, một electron khác đến nguyên tử đầu tiên, một electron khác đến nguyên tử trước đó, v.v. Cơ chế này hoạt động nhờ liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử. Trong trường hợp này, họ không di chuyển. Trên thực tế, một điện tích dương chuyển động mà các nhà vật lý thường gọi là lỗ trống. Trong trường hợp này, khi một electron đi vào lỗ trống, ánh sáng sẽ được giải phóng.

Cấu trúc của đèn LED nhìn chung tương tự như một diode chỉnh lưu. Nghĩa là, nó có 2 thiết bị đầu cuối - cực dương và cực âm. Tính năng này xác định trước nhu cầu duy trì cực tính khi kết nối đèn LED với nguồn điện.

Nói chung, các sản phẩm tương ứng được thiết kế cho dòng điện chuyển tiếp 20 milliamp. Về nguyên tắc, giá trị này có thể giảm đi, mặc dù trong trường hợp này màu sắc có thể thay đổi và độ sáng của đèn LED có thể giảm. Đổi lại, việc tăng tham số tương ứng là điều không mong muốn. Nếu dòng điện vượt quá giá trị tối ưu, một điện trở giới hạn sẽ được sử dụng để giảm nó xuống mức yêu cầu.

Có khá nhiều sắc thái cần lưu ý khi lắp đặt đèn LED. Điều này được xác định trước bởi cấu trúc bên trong và hình thức thực hiện của chúng. Trong một số trường hợp, có thể cần phải sử dụng bộ ổn định cho đèn LED và các linh kiện điện tử khác để đảm bảo hoạt động của thiết bị lắp đặt sản phẩm được đề cập.

Tùy thuộc vào thành phần chất bán dẫn trong đèn LED, nó có thể có màu đỏ, vàng, xanh lá cây hoặc xanh lam. Ví dụ: nếu cấu trúc của linh kiện điện tử tương ứng có chứa gali nitrit thì đèn LED sẽ phát sáng màu xanh lam. Trên thực tế, một trong những tiêu chí để phân biệt một số loại đèn LED nhất định có thể là màu sắc của chúng.

Ứng dụng

Những đèn LED đầu tiên cung cấp ra thị trường được sản xuất với vỏ kim loại. Dần dần nó bắt đầu được thay thế bằng nhựa. Trong trường hợp này, màu thường được chọn có tính đến màu của đèn LED phát sáng. Tuy nhiên, vỏ nhựa trong suốt cũng khá phổ biến.

Các thiết bị điện tử đang được xem xét được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Điều này là do thực tế là hầu hết mọi người đều có đặc điểm:

Hiệu suất năng lượng;

Tuổi thọ dài;

Khả năng xác định màu sắc của ánh sáng cũng như điều chỉnh công suất của nó;

Bảo vệ;

Thân thiện với môi trường.

Nếu chúng ta nói về hiệu quả sử dụng năng lượng, đèn LED có cùng hiệu suất phát sáng có thể tiêu thụ ít điện năng hơn đáng kể so với đèn thông thường. Công suất thấp hơn của đèn LED giúp giảm tải tổng thể cho hệ thống năng lượng của tòa nhà. Tuổi thọ của thiết bị có thể dài hơn vài chục lần so với đèn thông thường. Đồng thời, về chức năng, đèn LED có thể hoàn toàn ngang bằng với chúng.

Khi nhu cầu lớn về các sản phẩm như vậy cũng như giá thành của chúng tăng lên, đèn LED ngày càng được sử dụng cho các mục đích giống như đèn thông thường. Không có khó khăn gì trong việc cài đặt các giải pháp tương ứng so với các thiết bị chiếu sáng truyền thống. Điều quan trọng chỉ là đảm bảo liệu một đèn LED cụ thể có phù hợp để lắp đặt trong mạng điện của phòng hay không. Để làm điều này, có thể cần phải xác định trước các thông số chính của nó - trước khi mua đèn LED.

Các giải pháp đang được xem xét có thể mang lại những lợi ích gì khác?

Vì vậy, có thể lưu ý rằng nhiệt độ màu của đèn LED có thể gần như bất kỳ - bao gồm cả sự kết hợp của các màu trên. Ngoài ra, các thiết bị có thể được bổ sung nhiều bộ lọc ánh sáng khác nhau, có thể mở rộng đáng kể phạm vi của đèn LED trong việc lựa chọn nhiệt độ màu cần thiết.

Khả năng kiểm soát năng lượng phát sáng là một ưu điểm khác của thiết bị được đề cập. Tùy chọn này phù hợp với hiệu quả năng lượng cao của chúng. Công suất đèn LED có thể được điều chỉnh tự động - dựa trên điều kiện sử dụng thực tế của thiết bị chiếu sáng. Và điều này thực tế không ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng của chúng.

Đèn LED thân thiện với môi trường vì chúng không phát ra các loại bức xạ có hại cho con người. Đặc điểm này, một lần nữa, mở rộng khả năng ứng dụng của các thiết bị được đề cập.

Phân loại: giải pháp đèn báo và chiếu sáng

Các chuyên gia phân biệt 2 loại đèn LED chính - đèn báo và đèn chiếu sáng. Cái trước chủ yếu nhằm mục đích tạo ra hiệu ứng ánh sáng trang trí và được sử dụng như một yếu tố trang trí của tòa nhà, căn phòng hoặc phương tiện. Hoặc làm công cụ tạo kiểu văn bản - ví dụ: trên biểu ngữ quảng cáo.

Đổi lại, có đèn LED chiếu sáng. Chúng được thiết kế để tăng độ sáng của ánh sáng trong phòng hoặc trong một khu vực nhất định trên lãnh thổ - ví dụ: nếu chúng ta xem xét đèn LED cho ô tô. Loại giải pháp này là giải pháp thay thế cho việc sử dụng đèn thông thường và trong nhiều trường hợp mang lại lợi ích cao hơn về hiệu quả sử dụng năng lượng và thân thiện với môi trường.

Các kiểu thực hiện

Nhưng hãy quay trở lại việc phân loại đèn LED. Có thể xác định nhiều lý do để phân loại chúng thành các loại nhất định. Một cách tiếp cận phổ biến giữa các chuyên gia liên quan đến việc xác định các loại đèn LED chính sau:

Chất xơ;

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về họ.

Các chi tiết cụ thể của đèn LED DIP là gì?

Nếu chúng ta nghiên cứu chi tiết hơn về cách các loại đèn LED này xuất hiện trên thị trường, thì các thiết bị loại DIP có thể được coi là thiết bị đầu tiên bắt đầu được bán với số lượng lớn. Những giải pháp này là những tinh thể được đặt trong vỏ có các bộ phận quang học, đặc biệt là thấu kính tạo ra chùm ánh sáng.

Đèn LED DIP thuộc danh mục chỉ báo. Họ có một tên khác - DIL. Chúng được lắp đặt trên một tấm bảng mà trước tiên phải tạo các lỗ. Có thể lưu ý rằng trong danh mục đang được xem xét, có thể phân biệt nhiều loại đèn LED khác nhau, khác nhau về đường kính của bóng đèn, màu sắc và vật liệu sản xuất. Trong trường hợp này, các tham số tương ứng có thể được trình bày trong phạm vi rộng nhất. Hình dạng của các giải pháp đang được xem xét là hình trụ. Trong số các đèn LED tương ứng có cả thiết bị đơn sắc và nhiều màu.

Đèn LED nhện

Loại đèn LED này nhìn chung rất giống với các thiết bị trước đây. Nhưng chúng có số lượng đầu ra gấp đôi - 4. Trong khi đèn LED DIP có 2. Thực tế là loại giải pháp được trình bày có nhiều đầu ra hơn sẽ tối ưu hóa khả năng tản nhiệt và tăng độ tin cậy của các thành phần tương ứng. Trong thực tế, chúng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là đèn LED cho ô tô.

Đèn LED SMD

Những giải pháp này được sản xuất bằng cách sử dụng khái niệm gắn trên bề mặt. Nghĩa là, chúng là đèn LED được lắp đặt trên bất kỳ bề mặt nào, trong khi các giải pháp khác có thể được lắp đặt thông qua việc lắp xuyên lỗ.

Kích thước của đèn LED loại này có thể nhỏ hơn đáng kể so với kích thước của các giải pháp thay thế, cũng như cấu trúc mà chúng được lắp đặt trên đó. Một lần nữa, trong trường hợp này, việc nói về việc loại bỏ nhiệt tối ưu hơn là chính đáng. Sử dụng đèn LED SMD trong nhiều trường hợp, nó cho phép bạn mở rộng tính đa dạng của thiết kế ánh sáng.

Đèn LED SMD thuộc danh mục chiếu sáng. Chúng được đặc trưng bởi một cấu trúc khá phức tạp. Vì vậy, bản thân đèn LED bao gồm một chất nền kim loại. Một tinh thể được cố định trên đó, được hàn trực tiếp vào các điểm tiếp xúc của thân đế. Một thấu kính được đặt phía trên tinh thể. Trong trường hợp này, 1-3 đèn LED có thể được lắp đặt trên một đế. SMD bao gồm các loại đèn LED siêu sáng phổ biến, chẳng hạn như 3528. Những giải pháp này có nhu cầu cao.

đèn LED COB

Loại LED phổ biến tiếp theo là COB. Nó được chế tạo bằng công nghệ liên quan đến việc lắp đặt tinh thể trực tiếp lên bảng. Giải pháp này có nhiều ưu điểm:

Bảo vệ hợp chất khỏi quá trình oxy hóa;

kích thước thiết kế nhỏ;

Hiệu quả tản nhiệt;

Giảm chi phí lắp đặt đèn LED - đặc biệt là so với các thiết bị loại SMD.

Nếu chúng ta xem xét các loại đèn LED trên, có thể lưu ý rằng các giải pháp thương hiệu COB có thể được xếp vào loại sáng tạo nhất. Công nghệ này được các kỹ sư Nhật Bản lần đầu tiên triển khai vào cuối những năm 2000. Bây giờ các loại đèn LED này tiếp tục được phổ biến.

Theo các chuyên gia, các giải pháp đang được xem xét thậm chí có thể trở nên phổ biến nhất trên thị trường, đặc biệt nếu chúng ta nói về phân khúc thương mại và lĩnh vực chiếu sáng gia đình. Điều đáng chú ý là có những lĩnh vực mà việc sử dụng đèn LED COB có thể gặp khó khăn. Trong số này phải kể đến việc sản xuất thiết bị chiếu sáng chuyên nghiệp. Thực tế là đèn LED được đề cập không tối ưu lắm về mặt thích ứng với việc tổ chức chiếu sáng với đường cong cường độ sáng đã được thiết lập. Trong những trường hợp như vậy, thiết bị loại SMD có thể phù hợp hơn.

Các điốt được mô tả được phân loại là điốt chiếu sáng. Như các chuyên gia lưu ý, chúng có thể được phân loại là tốt nhất dựa trên đặc điểm của quang thông. Chúng có sẵn trên thị trường với nhiều màu sắc khác nhau như đỏ, xanh lá cây, xanh dương và cả màu trắng. Quang thông của các mẫu này có góc phân tán 40-120 độ.

Hơn 9 đèn LED COB có thể được lắp đặt trên một đế. Chúng được phủ một lớp phốt pho, nhờ đó chúng thu được độ sáng cao. Có thể lưu ý rằng quang thông của các giải pháp này cao hơn so với thiết bị SMD. Vì vậy, nếu chúng ta xem xét loại đèn LED nào tốt hơn thì theo tiêu chí đã chỉ định, giải pháp loại COB có thể có lợi thế hơn.

Đèn LED COB cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô. Chúng có thể được sử dụng như một bộ phận của đèn trước, đèn sau và đèn báo rẽ. Điều chính là cài đặt chính xác các thiết bị đã mua. Để làm được điều này, thật hợp lý khi liên hệ với các chuyên gia giàu kinh nghiệm.

Đèn LED sợi

Đèn LED sợi có thể được coi là sáng tạo. Chúng xuất hiện trên thị trường gần đây, vào năm 2015. Các giải pháp được đề cập được phát triển bởi các kỹ sư đến từ Hàn Quốc.

Những loại đèn LED này có thể được sử dụng trong sản xuất quần áo. Nghĩa là, hoàn toàn có thể làm ra một chiếc áo sơ mi hoặc áo phông có thể phát sáng từ chúng. Việc sản xuất quần áo dựa trên đèn LED sợi cũng liên quan đến việc sử dụng nhiều loại polyme cũng như các hợp chất nhôm.

Đèn LED dây tóc

Một ví dụ khác về đèn LED cải tiến là giải pháp Dây tóc. Ưu điểm chính của họ là hiệu quả năng lượng cao. Với cùng công suất, chẳng hạn như với đèn LED như COB, giải pháp Dây tóc có thể cung cấp mức độ chiếu sáng cao hơn.

Một trong những đặc điểm đáng chú ý của việc sản xuất đèn LED tương ứng là lắp đặt trực tiếp trên đế làm bằng thủy tinh. Cách tiếp cận này giúp phân phối ánh sáng phát ra từ đèn LED trên 360 độ.

Làm thế nào để chọn lựa chọn tốt nhất?

Làm thế nào để xác định loại đèn LED tối ưu cho một thiết kế cụ thể? Có một số lượng lớn các tiêu chí mà bạn có thể tập trung vào vấn đề này. Về nguyên tắc, việc xác định phạm vi ứng dụng của đèn LED dựa trên phân loại của nó theo các đặc điểm mà chúng ta đã thảo luận ở trên là hoàn toàn hợp pháp. Chúng ta hãy nghiên cứu chi tiết cụ thể về việc chọn linh kiện điện tử phù hợp, có tính đến đặc điểm của thiết bị:

Lựa chọn đèn LED: tính năng của giải pháp DIP

Như chúng tôi đã lưu ý ở trên, đèn LED DIP là một trong những sản phẩm sớm nhất được tung ra thị trường. Vì vậy, chúng liên quan đến các công nghệ khá cũ nhưng vẫn có nhu cầu. Ưu điểm chính của chúng là dễ lắp đặt, hình thức thuận tiện, tiêu thụ năng lượng thấp, ít tỏa nhiệt và mức độ bảo vệ khá cao khỏi các tác động bên ngoài.

Thông thường, đèn LED được đề cập có đường kính 3 và 5 mm. Nếu so sánh đèn LED theo loại, chúng ta có thể đi đến kết luận rằng các giải pháp đang được xem xét là tối ưu nhất để sử dụng:

Là yếu tố điều chỉnh ô tô;

Là thành phần trang trí;

Là một phần của đèn pin năng lượng thấp - như một tùy chọn cho đèn pin tự chế.

Các đèn LED được đề cập có chi phí và tính sẵn có tương đối thấp trên thị trường. Có thể lưu ý rằng trong số những sửa đổi phổ biến nhất là đèn LED 12 volt. Chúng có thể có mặt trong nhiều danh mục trực tuyến khác nhau, cũng như các cửa hàng chuyên biệt với phạm vi rộng. Trên thực tế, bất kỳ đèn LED 12 volt nào cũng có đặc điểm là có nhu cầu khá cao trên thị trường.

Lựa chọn đèn LED: tính năng của giải pháp loại SMD

Loại giải pháp tương ứng về cơ bản có hình dạng khác với các giải pháp khác ở chỗ nó có hình dạng phẳng. Các linh kiện điện tử này được gắn mà không cần sử dụng chân. Dòng điện của đèn LED loại SMD được cung cấp cho các cực nằm ở mặt sau của chúng.

Vì vậy, việc lắp đặt các thiết bị này được thực hiện mà không cần sử dụng lỗ. Việc bố trí đèn LED có thể được thực hiện rất gọn nhẹ. Do đó, cấu trúc đặt các thiết bị tương ứng cũng có thể trở nên nhỏ hơn.

Các cách sử dụng chính của các thiết bị được đề cập là tự động điều chỉnh giống nhau, nhiều loại đèn nội thất khác nhau. Một trong những ưu điểm đáng kể nhất của các tùy chọn này là độ sáng và lượng ánh sáng cao. Kết hợp với kích thước nhỏ, các giải pháp này mang lại lợi thế đáng kể so với các mẫu sản phẩm thay thế.

Trong số những loại phổ biến nhất trên thị trường hiện đại là loại đèn LED 3528. Những sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất dải đèn LED. Thiết kế của các sản phẩm tương ứng cho phép sản xuất đèn LED ba màu - với các màu phát sáng đỏ, xanh dương và xanh lục. Nhiều linh kiện điện tử khác được sản xuất dựa trên giải pháp loại 3528, chẳng hạn như đèn LED loại SMD 5050.

Các sản phẩm được đề cập cũng được đặc trưng bởi khả năng chi trả của chúng. Chúng thường được trình bày trên thị trường với nhiều loại.

Lựa chọn đèn LED: Tính năng của giải pháp COB

Trước hết, điều đáng chú ý là một phần đáng kể của đèn LED thuộc loại tương ứng có thiết kế rất mạnh mẽ. Đặc điểm đặc trưng của chúng là sự phân tán ánh sáng nhanh chóng nhờ vào vị trí của các tinh thể trên bề mặt, mang lại khả năng tản nhiệt động.

Các đèn LED được đề cập rất sáng. Điều này khiến chúng có nhu cầu đặc biệt để sử dụng trong thiết kế đèn pha ô tô. Điều đáng chú ý là việc cài đặt các sản phẩm này phải có tính đến một số sắc thái quan trọng - chỉ những chuyên gia giàu kinh nghiệm mới có thể biết những điều này. Vì vậy, nên liên hệ với nhân viên dịch vụ có thẩm quyền để cài đặt các giải pháp phù hợp.

Được dịch từ tiếng Anh, chữ viết tắt LED có nghĩa đen là “một diode phát ra ánh sáng”. Đây là một thiết bị bán dẫn có khả năng biến dòng điện thành một thiết bị đơn giản, có thiết kế khá khác biệt so với các sản phẩm chiếu sáng mà chúng ta quen thuộc (đèn sợi đốt, đèn phóng điện, đèn huỳnh quang, v.v.).

Sẽ rất thú vị cho mọi người khi biết đèn LED hoạt động như thế nào. Thiết bị này vốn không có các thành phần cấu trúc dễ vỡ không đáng tin cậy và bóng đèn thủy tinh (không giống như các loại đèn khác). Giá thành của điốt thấp đến mức chúng không khác nhiều so với pin đóng vai trò là nguồn năng lượng của chúng. Sự phổ biến của các sản phẩm như vậy được giải thích bởi một số yếu tố, bao gồm cả thiết kế của chúng.

Lịch sử xuất xứ

Khi xem xét lý do tại sao đèn LED hoạt động, bạn nên nghiên cứu lịch sử nguồn gốc của chúng. Lần đầu tiên một thiết bị như vậy được tạo ra vào năm 1962 bởi nhà khoa học N. Holonyak. Đó là một ánh sáng đơn sắc. Nó có một số nhược điểm, nhưng bản thân công nghệ này được coi là đầy hứa hẹn.

10 năm sau khi tạo ra diode đỏ, các giống màu xanh lá cây và màu vàng đã xuất hiện. Chúng được sử dụng làm chỉ báo trong nhiều thiết bị điện tử. Nhờ sự phát triển của khoa học, cường độ quang thông của điốt không ngừng tăng lên. Vào những năm 90, một đèn chiếu sáng có hiệu suất quang thông 1 lumen đã được tạo ra.

Năm 1993, S. Nakamura đã tạo ra diode màu xanh lam đầu tiên, có đặc điểm là độ sáng cao. Kể từ thời điểm này, người ta có thể tạo ra bất kỳ màu nào trong quang phổ (kể cả màu trắng). Công nghệ đã phát triển không ngừng.

Khi kết nối các điốt loại màu xanh và tia cực tím, sẽ thu được đèn chiếu sáng phốt pho màu trắng. Họ bắt đầu thay thế dần đèn sợi đốt. Đến năm 2005, điốt có công suất quang thông lên tới 100 lm và thậm chí cao hơn đã được sản xuất. Họ bắt đầu sản xuất các thiết bị chiếu sáng màu trắng với các sắc thái khác nhau (ấm, lạnh).

thiết bị LED

Để hiểu cách thức hoạt động của đèn LED điểm, bạn cần xem xét kỹ hơn về thiết kế của nó. Thiết bị chiếu sáng này, theo đại diện Hiệp hội Phát triển Công nghiệp Quang điện tử và Bộ Năng lượng, sẽ sớm trở thành nguồn chiếu sáng phổ biến nhất trong các gia đình, văn phòng và cơ quan thông thường.

Đèn LED dựa trên một tinh thể bán dẫn. Nó chỉ truyền dòng điện theo một hướng. Tinh thể nằm trên một chất nền đặc biệt. Nó không dẫn dòng điện. Vỏ bảo vệ tinh thể khỏi những tác động bên ngoài. Nó có đầu ra ở dạng tiếp điểm, cũng như hệ thống quang học.

Để tăng tuổi thọ của thiết bị, khoảng trống giữa thấu kính nhựa và tinh thể được lấp đầy bằng một thành phần silicon trong suốt. Đế nhôm được sử dụng để loại bỏ nhiệt dư thừa. Đây là một thiết bị phổ biến của một diode hiện đại. Trong quá trình hoạt động, nó thải ra tương đối ít, đây cũng là một ưu điểm của thiết bị.

Nguyên lý hoạt động

Khi xem xét cách thức hoạt động của đèn LED, cần phải hiểu nguyên lý hoạt động cơ bản của các thiết bị đó. Thiết bị thuộc loại được trình bày có một điểm nối lỗ điện tử. Điều này là do nguyên lý dẫn điện khác nhau của các thành phần đèn chiếu sáng. Một chất bán dẫn có quá nhiều electron và chất bán dẫn kia có quá nhiều lỗ trống.

Thông qua quá trình pha tạp, vật liệu Holey được làm giàu với các chất mang điện tích âm. Nếu một dòng điện được đặt vào nơi chất bán dẫn được làm giàu với các điện tích trái dấu thì sẽ dẫn đến độ lệch thuận. Dòng điện sẽ chạy qua điểm nối của hai vật liệu này.

Trong trường hợp này, các hạt mang điện có cầu chì trạng thái điện khác nhau trong thân diode. Khi lỗ trống và electron va chạm nhau, một lượng năng lượng nhất định sẽ được giải phóng. Đây là một lượng tử của thông lượng ánh sáng. Nó được gọi là photon.

màu đèn LED

Các vật liệu bán dẫn khác nhau được sử dụng để tạo ra điốt. Điều này xác định màu sắc mà thiết bị được trình bày phát ra khi hoạt động. Các vật liệu khác nhau có khả năng truyền các sóng có độ dài khác nhau vào không gian. Điều này cho phép mắt người nhìn thấy màu này hoặc màu khác của quang phổ khả kiến.

Khi nghiên cứu cách hoạt động của đèn LED, bạn nên quan tâm đến vật liệu bán dẫn. Trước đây, gallium photphua và các hợp chất bậc ba GaAsP và AlGaAs được sử dụng cho các mục đích tương tự. Trong trường hợp này, thiết bị có thể gửi màu đỏ, vàng-xanh

Công nghệ được trình bày hiện chỉ được sử dụng cho các thiết bị chỉ báo. Ngày nay, nhôm indium gallium (AllnGaP) và indium gallium nitride (InGaN) được sử dụng cho các sản phẩm như vậy. Chúng có thể chịu được dòng điện đi qua khá cao, độ ẩm và nhiệt độ cao. Có thể kết hợp nhiều loại đèn LED khác nhau.

Pha trộn màu sắc

Các dải đi-ốt hiện đại có thể tạo ra các quang thông có sắc thái khác nhau. Một thiết bị có thể tạo ra một màu đơn điệu. Khi tạo một thiết bị nhiều chip, có thể thu được một số lượng lớn các sắc thái khác nhau. Giống như TV hoặc màn hình máy tính, diode có thể tạo ra bất kỳ màu nào bằng cách sử dụng mô hình RGB (viết tắt của màu đỏ, xanh lá cây, xanh lam).

Đây là nguyên tắc đơn giản để hiểu cách hoạt động của đèn LED RGB. Sử dụng công nghệ này, bạn có thể tạo ra ánh sáng trắng. Để làm điều này, cả ba màu được trộn theo tỷ lệ bằng nhau.

Tuy nhiên, ngoài công nghệ được trình bày, có thể thu được ánh sáng trắng bằng cách kết nối một điốt bức xạ sóng ngắn (tia cực tím, màu xanh) cùng với lớp phủ loại phốt pho màu vàng. Khi các photon màu vàng và màu xanh kết hợp với nhau sẽ tạo ra ánh sáng trắng.

Sản xuất

Để hiểu đèn LED hoạt động ở mức bao nhiêu volt, cần phải xem xét việc sản xuất các thiết bị này. Trước hết, cần lưu ý rằng các thiết bị có ma trận RGB đắt hơn các dạng phốt pho. Hơn nữa, cái sau giúp có thể đạt được ánh sáng chất lượng cao.

Nhược điểm của phốt pho là lượng ánh sáng phát ra thấp hơn cũng như màu sắc (nhiệt độ) khác nhau của quang thông. Thiết bị này có tuổi thọ nhanh hơn đèn LED. Vì vậy, các thiết bị chiếu sáng theo cả hai nguyên lý hoạt động đều được bày bán. Để tạo ra các chỉ báo, điốt được sản xuất với mức tiêu thụ điện áp DC 2-4 V (ở dòng điện 50 mA).

Để tạo ra ánh sáng hoàn chỉnh, bạn cần các thiết bị có cùng mức tiêu thụ điện áp, nhưng mức dòng điện cao hơn - lên đến 1 A. Nếu điốt được mắc nối tiếp trong một mô-đun, tổng điện áp sẽ đạt 12 hoặc 24 V.

Tăng độ sáng

Xem xét câu hỏi đèn LED hoạt động từ điện áp nào, cần nói về việc tăng độ sáng của các thiết bị được trình bày. Công suất của các thiết bị như vậy đạt tới 60 mW. Nếu những điốt như vậy được lắp đặt trong một vỏ cỡ trung bình thì cần lắp đặt 15-20 phần tử ánh sáng.

Điốt có độ sáng được tăng cường có thể mang công suất lên tới 240 W. Để đảm bảo chiếu sáng bình thường, sẽ cần 4-8 mảnh yếu tố như vậy. Có những thiết bị được bán có khả năng chiếu sáng toàn bộ các phòng, quảng cáo ngoài trời, cửa sổ cửa hàng, v.v. Một số dải được tạo ra để cung cấp ánh sáng ở cường độ trung bình hoặc thấp.

Để kết nối các thiết bị được trình bày, các bộ điều khiển có công suất phù hợp được sử dụng. Đối với băng màu, có thể sử dụng bộ điều khiển không chỉ kiểm soát cường độ ánh sáng mà còn cài đặt sắc thái và chế độ hoạt động của thiết bị.

Kiểm soát ánh sáng

Có một số lượng lớn các tùy chọn cho các thiết bị được trình bày. Có những đèn LED hoạt động bằng pin (ví dụ như trong đèn pin), được cấp nguồn vào mạng cố định. Chúng được sử dụng cho cả công việc nội bộ và bên ngoài. Tùy thuộc vào điều kiện ứng dụng, lớp bảo vệ diode thích hợp được chọn.

Để điều chỉnh độ sáng của ánh sáng, điện áp nguồn không giảm. Để giảm cường độ phát sáng, điều chế độ rộng xung (PWM) được sử dụng. Trong trường hợp này, một bộ điều khiển được mua.

Phương pháp được trình bày liên quan đến việc áp dụng dòng điện điều chế xung vào diode. Tần số tín hiệu đạt tới hàng nghìn hertz. Độ rộng của xung và khoảng thời gian tạm dừng có thể được thay đổi. Trong trường hợp này, bạn có thể kiểm soát độ sáng của thiết bị. Trong trường hợp này diode sẽ không tắt.

Độ bền

Điốt được coi là thiết bị có tuổi thọ cao. Điều này là do thiết kế của họ. Tuy nhiên, nếu đèn LED trên đèn không hoạt động thì tuổi thọ của chúng có thể đã hết. Điều này có thể được xác định bằng cường độ phát sáng và sự thay đổi màu sắc.

Các chuyên gia cũng lưu ý rằng tuổi thọ của các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp sẽ lâu hơn nhiều. Nhưng ngay cả trong các dải hoặc đèn sáng nhất, điốt vẫn đảm bảo hoạt động trong 20-50 nghìn giờ. Vì chúng không có các thành phần cấu trúc dễ vỡ nên các tác động cơ học thường không gây hại cho các đèn chiếu sáng như vậy.

Bằng cách nghiên cứu cách thức hoạt động của đèn LED, bạn có thể hiểu nguyên tắc thiết kế của thiết bị này cũng như các đặc tính hoạt động của nó. Thiết bị này được coi là đèn chiếu sáng của thế hệ tương lai.

Đèn LED đã trở thành một trong những nguồn sáng phổ biến nhất cho nhu cầu công nghiệp và dân dụng. Thiết bị bán dẫn này có một mối nối điện duy nhất; nó chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng ánh sáng nhìn thấy được. Hiện tượng này được Henry Joseph Round phát hiện vào năm 1907. Các thí nghiệm đầu tiên được thực hiện bởi nhà vật lý thực nghiệm Liên Xô O.V. Losev, người vào năm 1929 đã có được nguyên mẫu hoạt động của đèn LED hiện đại.

Đèn LED hiện đại đầu tiên ( SD, đèn LED, đèn LED) được tạo ra vào đầu những năm sáu mươi. Chúng có ánh sáng đỏ mờ và được sử dụng làm đèn báo nguồn trong nhiều loại thiết bị. Vào những năm 90, đèn LED xanh lam, vàng, xanh lá cây và trắng xuất hiện. Nhiều công ty bắt đầu sản xuất chúng ở quy mô công nghiệp. Ngày nay, điốt LED được sử dụng ở mọi nơi: trong đèn giao thông, bóng đèn, ô tô, v.v.

Thiết bị

Đèn LED là một thiết bị bán dẫn có điểm nối lỗ điện tử tạo ra bức xạ quang học khi dòng điện chạy qua nó theo hướng thuận.

Đèn LED chỉ báo tiêu chuẩn được làm từ các bộ phận sau;

1 - Thấu kính Epoxy
2 – Dây tiếp xúc
3 - Phản xạ
4 - Chất bán dẫn (Xác định màu sắc của ánh sáng)
5 và 6 - Điện cực
7 - Cắt phẳng

Cực âm và cực dương được cố định ở đế của đèn LED. Toàn bộ thiết bị được bịt kín bằng một ống kính phía trên. Một tinh thể được lắp đặt trên cực âm. Các tiếp điểm có các dây dẫn được nối với tinh thể bằng một điểm nối p-n (dây kết nối để kết hợp hai dây dẫn với các loại độ dẫn khác nhau). Để tạo ra hoạt động ổn định của đèn LED, người ta sử dụng một bộ tản nhiệt cần thiết cho các thiết bị chiếu sáng. Trong các dụng cụ chỉ báo, nhiệt độ không có tầm quan trọng quyết định.

Điốt DIP có các dây dẫn được gắn vào các lỗ trên bảng mạch in; chúng được kết nối với một tiếp điểm điện bằng cách hàn. Có những mẫu có nhiều tinh thể có màu sắc khác nhau trong một hộp.

Đèn LED SMD ngày nay là nguồn sáng phổ biến nhất ở mọi định dạng.

  • Phần đế của vỏ, nơi gắn tinh thể, là một chất dẫn nhiệt tuyệt vời. Nhờ đó, khả năng loại bỏ nhiệt khỏi tinh thể đã được cải thiện đáng kể.
  • Trong cấu trúc của đèn LED trắng, giữa thấu kính và chất bán dẫn có một lớp phốt pho có tác dụng trung hòa bức xạ cực tím và đặt ra nhiệt độ màu cần thiết.
  • Các thành phần SMD có góc bức xạ rộng không có thấu kính. Đồng thời, bản thân đèn LED được phân biệt bằng hình dạng song song của nó.

Chip-On-Board (COB) đại diện cho tiến bộ thực tế mới nhất sẵn sàng dẫn đầu về chiếu sáng LED trắng trong chiếu sáng nhân tạo.


Thiết kế đèn LED sử dụng công nghệ COB giả định như sau:

  • Hàng chục tinh thể không có chất nền hoặc vỏ được gắn vào đế nhôm bằng keo điện môi.
  • Ma trận kết quả được phủ một lớp phốt pho thông thường. Kết quả là một nguồn sáng có sự phân bổ quang thông đồng đều mà không có bóng.

Một biến thể của Chip-On-Board là Chip-On-Glass (COG), một công nghệ bao gồm việc đặt nhiều tinh thể nhỏ lên bề mặt kính. Ví dụ, đây là những đèn dây tóc, trong đó bộ phận phát ra là một thanh thủy tinh có đèn LED được phủ phốt pho.

Nguyên lý hoạt động

Bất chấp các tính năng và chủng loại công nghệ, hoạt động của tất cả các đèn LED đều dựa trên nguyên tắc hoạt động chung của phần tử phát ra:

  • Quá trình chuyển đổi điện thành quang thông được thực hiện trong một tinh thể được làm từ chất bán dẫn với nhiều loại độ dẫn điện khác nhau.
  • Một vật liệu có độ dẫn n được tạo ra bằng cách pha tạp nó với các electron và một vật liệu có độ dẫn p có lỗ trống. Kết quả là, các hạt mang điện bổ sung theo các hướng khác nhau xuất hiện ở các lớp liền kề.
  • Khi đặt một điện áp một chiều vào, sự chuyển động của các electron và lỗ trống đến điểm nối p-n bắt đầu.
  • Các hạt tích điện vượt qua rào cản và bắt đầu kết hợp lại, tạo ra dòng điện chạy qua.
  • Quá trình tái hợp giữa electron và lỗ trống trong vùng tiếp giáp p-n xảy ra bằng cách giải phóng năng lượng dưới dạng photon.

Nói chung, hiện tượng vật lý này là đặc trưng của tất cả các điốt bán dẫn. Tuy nhiên, bước sóng photon trong hầu hết các trường hợp nằm ngoài phổ bức xạ khả kiến. Để một hạt cơ bản chuyển động trong khoảng 400-700 nm, các nhà khoa học đã tiến hành nhiều thí nghiệm, thí nghiệm với các nguyên tố hóa học khác nhau. Kết quả là, các hợp chất mới xuất hiện: gali photphua, gali arsenua và các dạng phức tạp hơn. Mỗi người trong số họ có bước sóng riêng, tức là màu bức xạ riêng.
Ngoài ra, ngoài ánh sáng hữu ích mà đèn LED phát ra, một lượng nhiệt nhất định được tạo ra ở điểm nối p-n làm giảm hiệu suất của thiết bị bán dẫn. Đó là lý do tại sao thiết kế đèn LED công suất cao mang lại khả năng tản nhiệt hiệu quả.

Đẳng cấp

Hiện nay, điốt LED có thể có các loại sau:

  • Ánh sáng, nghĩa là, với công suất cao. Mức độ chiếu sáng của chúng tương đương với nguồn sáng vonfram và huỳnh quang.
  • Đèn báo – với công suất thấp, chúng được sử dụng để chiếu sáng trong các thiết bị.

Điốt chỉ báo LED theo loại kết nối được chia thành:

  • GaP kép (gali, phốt pho) - có ánh sáng xanh lục và cam trong cấu trúc của quang phổ khả kiến.
  • Ba AIGaAs (nhôm, asen, gali) - có ánh sáng màu vàng và màu cam trong cấu trúc của quang phổ khả kiến.
  • Ba GaAsP (arsenic, gali, phốt pho) - có ánh sáng đỏ và vàng lục trong cấu trúc của quang phổ khả kiến.

Dựa trên loại vỏ, các phần tử LED có thể là:

  • NHÚNG- một mô hình năng lượng thấp đã lỗi thời, chúng được sử dụng để chiếu sáng bảng đèn và đồ chơi.
  • "piranha" hoặc Superflux– tương tự DIP, nhưng có bốn tiếp điểm. Chúng được sử dụng để chiếu sáng trong ô tô, ít tỏa nhiệt hơn và bám dính tốt hơn.
  • SMD– loại phổ biến nhất, được sử dụng trong nhiều nguồn sáng khác nhau.
  • lõi ngô- Đây là loại đèn LED SMD tiên tiến.

Ứng dụng

Các ứng dụng của đèn LED có thể được chia thành hai loại lớn:

  • Thắp sáng.
  • Sử dụng ánh sáng trực tiếp.

Đèn LED trong hệ thống chiếu sáng được sử dụng để chiếu sáng một vật thể, không gian hoặc bề mặt chứ không phải để chiếu sáng trực tiếp. Đó là chiếu sáng nội thất, đèn pin, chiếu sáng mặt tiền tòa nhà, chiếu sáng trong ô tô, đèn nền của bàn phím và màn hình điện thoại di động, v.v. Điốt LED được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị liên lạc và điện thoại di động.

Đèn LED trực tiếp được sử dụng để truyền thông tin, chẳng hạn như trong màn hình video đủ màu, trong đó điốt LED tạo thành các pixel hiển thị, cũng như trong màn hình chữ và số. Ánh sáng trực tiếp cũng được sử dụng trong các thiết bị truyền tín hiệu. Ví dụ, đây là đèn báo rẽ và đèn phanh của ô tô, đèn giao thông và biển báo.

Tương lai của đèn LED

Các nhà khoa học đang tạo ra một thế hệ đèn LED mới, chẳng hạn, dựa trên màng mỏng tinh thể nano của perovskite. Chúng rẻ, hiệu quả và bền. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng những điốt LED như vậy sẽ được sử dụng thay cho màn hình máy tính xách tay và điện thoại thông minh thông thường, kể cả trong chiếu sáng gia đình và đường phố.

Điốt LED sợi cũng đang được tạo ra, nhằm mục đích tạo ra màn hình có thể đeo được. Các nhà khoa học tin rằng phương pháp sản xuất đèn LED sợi quang được tạo ra sẽ cho phép sản xuất hàng loạt và khiến việc tích hợp thiết bị điện tử đeo được vào quần áo và dệt may hoàn toàn không tốn kém.

Đặc điểm tiêu biểu

Đèn LED được đặc trưng bởi các thông số sau:

  • Đặc điểm màu sắc.
  • Bước sóng.
  • Sức mạnh hiện tại.
  • Điện áp (loại điện áp được áp dụng).
  • Độ sáng (cường độ quang thông).

Độ sáng của đèn LED tỷ lệ thuận với dòng điện chạy qua nó, nghĩa là điện áp càng cao thì độ sáng càng lớn. Đơn vị của cường độ sáng là lumen trên steradian và cũng được đo bằng milicandelas. Có đèn LED trắng sáng (20-50 mcd.), cũng như điốt LED trắng siêu sáng (20.000 mcd. trở lên).

Độ lớn sụt áp là đặc tính của giá trị cho phép của kết nối thuận và ngược. Nếu điện áp cung cấp cao hơn các giá trị này thì sẽ xảy ra sự cố điện.

Cường độ dòng điện quyết định độ sáng của ánh sáng. Cường độ dòng điện của các phần tử chiếu sáng thường là 20 mA, đối với đèn LED chỉ báo là 20-40 mA.

Màu sắc của bức xạ LED phụ thuộc vào hoạt chất được thêm vào vật liệu bán dẫn.

Bước sóng của ánh sáng được xác định bởi sự chênh lệch năng lượng trong quá trình chuyển tiếp của các electron ở giai đoạn tái hợp. Nó được xác định bởi tạp chất pha tạp và vật liệu bán dẫn nguồn.

Ưu điểm và nhược điểm

Một trong những ưu điểm của đèn LED là:

  • Sự tiêu thụ ít điện năng.
  • Tuổi thọ dài, đo được ở mức 30-100 nghìn giờ.
  • Sản lượng ánh sáng cao. Đèn LED cung cấp quang thông 10-250250 lumen trên mỗi watt điện.
  • Không có hơi thủy ngân độc hại.
  • Ứng dụng rộng rãi.

Sai sót:

  • Đặc tính kém của đèn LED chất lượng thấp được tạo ra bởi các nhà sản xuất không rõ nguồn gốc.
  • Giá tương đối cao của đèn LED chất lượng cao.
  • Sự cần thiết của nguồn cung cấp năng lượng chất lượng.
Giới thiệu

Điốt phát sáng hoặc điốt phát sáng (SD, LED, LED từ tiếng Anh “ Điốt phát sáng", là một thiết bị bán dẫn có tiếp điểm điện tử-lỗ trống (tiếp giáp pn) hoặc tiếp xúc giữa kim loại với dây dẫn tạo ra bức xạ quang học khi có dòng điện đi qua nó theo chiều thuận. Tinh thể LED tạo ra bức xạ quang học trong phổ khá hẹp. Đặc tính quang phổ của nó phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hóa học của chất bán dẫn được sử dụng trong sản xuất. Nói cách khác, tinh thể LED phát ra một màu cụ thể (nếu chúng ta đang nói về đèn LED trong phạm vi khả kiến), trái ngược với đèn phát ra quang phổ rộng hơn và trong đó một màu cụ thể được lọc ra bởi bộ lọc ánh sáng bên ngoài.

Câu chuyện

Sự phát quang điện lần đầu tiên được phát hiện và mô tả vào năm 1907 bởi nhà khoa học Henry Joseph Round, người đã phát hiện ra nó khi nghiên cứu sự truyền dòng điện trong cặp kim loại-silicon cacbua (SiC) và nhận thấy ánh sáng màu vàng, lục và cam ở cực âm.

Những thí nghiệm này sau đó, độc lập với Round, được lặp lại bởi O. V. Losev vào năm 1923, người đang thử nghiệm một tiếp điểm chỉnh lưu từ một cặp dây carborundum - thép, đã phát hiện ra ánh sáng yếu tại điểm tiếp xúc của hai vật liệu khác nhau - sự phát quang điện của một chất bán dẫn chuyển tiếp (lúc đó chưa có khái niệm “điểm nối bán dẫn”). Quan sát này đã được công bố, nhưng tầm quan trọng của quan sát này vẫn chưa được hiểu rõ vào thời điểm đó và do đó vẫn chưa được khám phá trong nhiều thập kỷ.

Có lẽ đèn LED đầu tiên phát ra ánh sáng trong dải quang phổ khả kiến ​​được sản xuất vào năm 1962 tại Đại học Illinois (Mỹ) bởi một nhóm do Nick Holonyak đứng đầu.

Điốt làm từ chất bán dẫn khe hở gián tiếp (ví dụ, silicon, germani hoặc cacbua silic) hầu như không phát ra ánh sáng. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của công nghệ silicon, công việc đang được tiến hành tích cực để tạo ra đèn LED dựa trên silicon. Đèn LED KL 101 màu vàng của Liên Xô dựa trên cacbua silic được sản xuất từ ​​​​những năm 70, nhưng có độ sáng rất thấp. Gần đây, người ta đã đặt nhiều hy vọng lớn vào công nghệ chấm lượng tử và tinh thể quang tử.

Sự khác biệt là gì?

Công nghệ đèn LED về cơ bản khác biệt với công nghệ nguồn sáng truyền thống như đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang và đèn phóng điện cao áp. Đèn LED không chứa khí, không có dây tóc và không có bóng đèn thủy tinh dễ vỡ hoặc các bộ phận chuyển động có thể không đáng tin cậy.

Sự khác biệt chính giữa nguồn sáng LED và nguồn sáng truyền thống là đèn LED sử dụng nguyên lý phát sáng hoàn toàn khác và sử dụng các vật liệu hoàn toàn khác. Một sự khác biệt ít rõ ràng hơn là ánh sáng LED làm mờ ranh giới giữa đèn và đèn điện. Trong công nghệ chiếu sáng LED, “bóng đèn”, là đèn LED, không thể tách rời khỏi “bộ đèn”, cụ thể là vỏ, thiết bị điện tử và thấu kính.

Đặc điểm LED

Đặc tính dòng điện-điện áp của đèn LED theo hướng thuận là phi tuyến tính. Diode bắt đầu dẫn dòng điện bắt đầu từ một điện áp ngưỡng nhất định. Điện áp này giúp xác định khá chính xác vật liệu bán dẫn.

Đèn LED siêu sáng hiện đại có tính bán dẫn kém rõ rệt hơn so với điốt thông thường. Các xung tần số cao trong mạch cung cấp (còn gọi là “kim”) và sự dâng trào của điện áp ngược dẫn đến sự xuống cấp nhanh chóng của tinh thể. Tốc độ xuống cấp cũng phụ thuộc vào dòng điện cung cấp (phi tuyến tính) và nhiệt độ tinh thể (phi tuyến tính).

Giá

Giá thành của đèn LED công suất cao được sử dụng trong đèn định vị di động và đèn pha ô tô ngày nay khá cao - khoảng 8-10 USD trở lên mỗi chiếc. Theo quy định, đèn pin nhỏ và cụm đèn gia dụng sử dụng vài chục đèn LED không mạnh lắm.

Vào đầu năm 2011, giá đèn LED công suất cao (1 W trở lên) đã giảm và bắt đầu từ 0,9 USD. Giá của những loại công suất lớn (10W trở lên P7 và CREE M-CE $15-20 CREE XM-L 10W 1000Lm) là khoảng $10.


Thuận lợi

So với các nguồn sáng điện khác (bộ chuyển đổi điện thành bức xạ điện từ trong vùng khả kiến), đèn LED có những điểm khác biệt sau:

    Hiệu suất phát sáng cao.Đèn LED hiện đại ngang bằng với đèn phóng điện khí natri và đèn halogen kim loại ở thông số này, đạt 150 Lumens mỗi Watt;

    Độ bền cơ học cao, khả năng chống rung (không có dây tóc và các thành phần nhạy cảm khác);

    Tuổi thọ dài- từ 30.000 đến 100.000 giờ (khi làm việc 8 giờ một ngày - 34 năm). Nhưng nó cũng không phải là vô hạn - khi hoạt động kéo dài và/hoặc làm mát kém, tinh thể bị “độc” và độ sáng giảm dần;

    Phạm vi của đèn LED hiện đại khác nhau- từ trắng ấm (2700 K) đến trắng mát (6500 K);

    Quán tính thấp- bật ngay ở độ sáng tối đa, trong khi đèn thủy ngân-phốt pho (huỳnh quang tiết kiệm) có thời gian bật từ 1 giây đến 1 phút và độ sáng tăng từ 30% lên 100% trong 3-10 phút, tùy theo điều kiện sử dụng. môi trường nhiệt độ xung quanh;

    Số chu kỳ bật tắt không có tác động đáng kể đến tuổi thọ của đèn LED (không giống như các nguồn sáng truyền thống - đèn sợi đốt, đèn phóng điện);

    Góc bức xạ khác nhau- từ 15 đến 180 độ;

    Đèn LED chỉ báo chi phí thấp, nhưng chi phí tương đối cao khi sử dụng trong chiếu sáng, chi phí này sẽ giảm khi sản xuất và bán hàng tăng lên (quy mô kinh tế);

    Sự an toàn- không cần điện áp cao;

    Không nhạy cảm với nhiệt độ thấp và rất thấp. Tuy nhiên, nhiệt độ cao bị chống chỉ định đối với đèn LED, cũng như đối với bất kỳ chất bán dẫn nào;

    Thân thiện với môi trường- không có thủy ngân, phốt pho và bức xạ cực tím, không giống như đèn huỳnh quang.

Ứng dụng của đèn LED

    Trong chiếu sáng đường phố, công nghiệp, gia dụng (bao gồm cả dải đèn LED);

    Là chỉ báo - cả ở dạng đèn LED đơn (ví dụ: đèn báo nguồn trên bảng điều khiển) và ở dạng màn hình kỹ thuật số hoặc chữ và số (ví dụ: số trên đồng hồ);

    Một dãy đèn LED được sử dụng trong các màn hình lớn ngoài trời và trong các dây leo. Những mảng như vậy thường được gọi là cụm đèn LED hoặc đơn giản là cụm;

    Trong bộ ghép quang;

    Đèn LED mạnh mẽ được sử dụng làm nguồn sáng trong đèn lồng và đèn giao thông;

    Đèn LED được dùng làm nguồn bức xạ quang học điều chế (truyền tín hiệu qua cáp quang, điều khiển từ xa, Internet);

    Trong đèn nền của màn hình LCD (điện thoại di động, màn hình, TV, v.v.);

    Trong trò chơi, đồ chơi, biểu tượng, thiết bị USB, v.v.;

    Trong biển báo đường LED;

    Dây đèn PVC dẻo Duralight.


 Nếu sau khi đọc bài viết này mà bạn vẫn còn thắc mắc về thiết bị LED, chúng tôi sẽ sẵn lòng giúp bạn chọn một chiếc đèn phù hợp với mình!