Công nghệ đèn LED là gì ? nguyên lý hoạt động như thế nào?

Đèn LED (viết tắt của Light Emitting Diode hay điốt phát quang) là các đi-ốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại.

- Đèn LED là công nghệ chiếu sáng tốt nhất hiện nay và không còn quá xa lạ với người sử dụng. Công suất LED ngày càng tăng nhưng hiệu suất, độ tin cậy vẫn đạt được mức có thể chấp nhận. Việc phát minh và phát triển LED trắng công suất cao nhanh chóng thay thế đèn dây tóc, đèn huỳnh quang.

- Chính vì lẽ đó mà công nghệ chiếu sáng LED cũng được các nhà sản xuất xe quan tâm và đưa vào trên những chiếc xe của mình. Thay vì đơn giản là hệ thống dây điện và bóng đèn sợi đốt và cụm pha để chiếu sáng thì với công nghệ chiếu sáng LED cần phải đòi hỏi nhiều hơn thế. Để tăng khả năng chiếu sáng của LED thì cần phải có một hệ thống để điều khiển đèn LED phức tạp.

- Có rất nhiều các loại đèn LED trên thị trường. Vậy với hệ thống chiếu sáng trên các xe máy hiện nay đang được sử dụng loại đèn LED nào? Có sử dụng các loại đèn LED công suất cao như chiếu sáng trên sân vận động. Tất nhiên là không, loại đèn LED sử dụng sẽ phải lựa chọn loại đèn LED phù hợp với với công nghệ pha trên xe máy.

- Với đèn LED, hai khái niệm bạn cần quan tâm đó là Lumen và LUX. Lumen (Quang Thông) là tổng lượng ánh sáng phát ra bên ngoài được nhìn thấy bằng mắt thường. LUX là Quang Thông hữu ích (hay còn gọi là độ chụm sáng, độ rọi) trên tổng Lumen phát ra.

- Tất nhiên, nếu LUX càng cao độ rọi của chùm sáng sẽ cao, bạn sẽ dễ dàng quan sát đường hơn so với một bóng đèn tỏa sáng ra xung quanh mà không chụm tại bất kỳ một vùng nào. Nó không khác gì một bóng đèn đường. Ánh sáng tỏa ra khắp nơi.

ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐÈN LED

* Sản lượng ánh sáng

- Năm 2002, sản lượng ánh sáng từ đèn LED đã ở mức 20 lm/W. Đến ngày hôm nay các thiết bị đèn LED thương mại có hiệu suất lên 150 lm/W. Và theo báo cáo các bóng đèn thử nghiệm đã cho ra sản lượng ánh sáng lên đến 208 lm/W. Hiệu suất đạt được đã vượt xa ánh sáng được sản xuất bởi bóng đèn sợi đốt (15 lumen / watt) hoặc đèn huỳnh quang (80-95 Lumens trên mỗi watt).

- Với hiệu suất cao hơn, đồng nghĩa với mức tiêu thụ điện năng thấp hơn, như vậy thì khả năng hoàn vốn khi sử dụng đèn LED so với các bóng đèn truyền thống trên là chỉ trong khoảng trên dưới 1 năm tùy theo thời lượng sử dụng.

*Tuổi thọ

- Đèn LED có tuổi thọ từ 30.000 đến 100.000 giờ. Điều này có nghĩa là khi sử dụng đèn LED, bạn có thể sử dụng chúng kéo dài từ 10 đến 30 năm, tùy thuộc vào số giờ hoạt động mỗi ngày.

- Tuổi thọ cao làm giảm chi phí bảo trì và và việc áp dụng công nghệ này trên xe máy là một sự lựa chọn hoàn hảo cho công nghệ chiếu sáng. Nhưng do đèn LED trên xe hoạt động với công suất cao cùng môi trường làm việc khắc nhiệt nên tuổi thọ sẽ giảm đáng kể.

- Giống như hầu hết các thiết bị chiếu sáng khác, LED bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao, mặc dù chúng phát ra rất ít nhiệt khi hoạt động. Nhưng phần nhiệt độ này cũng đủ để gây ra những tổn hại như giảm lumen, giảm tuổi thọ. Do đó, trong thiết kế thường có thêm bộ phận tản nhiệt, làm mát. Tuổi thọ của đèn led phụ thuộc lớn vào chất lượng của bộ tản nhiệt

*Đặc tính hoạt động

- LED hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn, không nhạy cảm với nhiệt độ thấp. Điều này làm cho chúng an toàn hơn, hiệu quả hơn trong môi trường lạnh.

- LED không bị ảnh hưởng khi bị bật tắt thường xuyên. Nên sẽ rất tốt cho mạch đèn xe máy khi cần chuyển mạch, bật tắt nhiều lần.

*Chống rung

- Nếu bạn nhìn vào hình ảnh của đèn LED , bạn sẽ nhận thấy rằng các điện cực được bọc trong lớp nhựa acrylic trong suốt. Không có dây tóc bóng đèn do đó, đèn LED có khả năng chống rung động. Điều này làm cho LED hoàn toàn phù hợp với công nghệ pha trên xe.

*Đặc tính kỹ thuật của đèn LED

- Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn.

- Chỉ cho dòng điện chạy một chiều trong mạch điện. Từ A (Anode – Dương) tới K (Cathode - Âm).

- Điện áp phân cực thuận (Điện áp hoạt động): 1.5 – 4V

- Điện áp phân cực ngược thấp hơn so với diode thông thường.

*Thông số kỹ thuật của LED

- LED chỉ thị

+ Điện áp hoạt động: 1.5 - 4V

+ Dòng điện tiêu thụ: 20 - 30 mA

+ Màu sắc đa dạng: đỏ, vàng, xanh da trời, xanh lá, tím…

+ Kích thước: LED tròn 3mm, 5mm... LED dán cỡ SMD: 0603, 0805,

1210, 3528, 3535… (0805 có nghĩa là một chiều 0.08inch và chiều còn lại là 0.05inch hay đổi ra là 2.0 mm x 1.25 mm).

- LED chiếu sáng

+ Điện áp hoạt động: 2.8 - 3V

+ Dòng điện tiêu thụ: 100 - 6000 mA.

+ Màu sắc: Phụ thuộc vào nhiệt độ màu (đơn vị Kelvin)

+ Kích thước LED: Là loại LED dán SMD 3014, 3528, 3535, 2835, 5050,5630…

- Với LED trên cụm pha của xe máy là LED chiếu sáng.

+ Kích thước: SMD 3528

+ Công suất: 2W - 5W

+ Nhiệt độ màu: 4000 – 6000K

CÁCH ĐIỀU KHIỂN LED HOẠT ĐỘNG

- LED rất nhạy cảm với điện áp. Chính vì vậy để điều khiển cho LED có thể hoạt động ổn định mà ít cần quan tâm đến nguồn cấp thì chúng ta sẽ có 2 phương pháp cơ bản sau:

+ Điều khiển bằng phương pháp dùng điện trở hạn dòng cho LED.

+ Điều khiển bằng phương pháp duy trì một nguồn dòng ổn định.

- Đến đây chắc ít nhiều anh em thắc mắc tại sao không sử dụng đúng điện áp của LED và cấp cho LED hoạt động đúng không? Vậy có các nguyên nhân sau:

+ Không phải lúc nào ta cũng tạo ra điện áp chuẩn để cung cấp cho LED hoạt động. Ví dụ: Điện áp 3V.

+ Khi nguồn áp đưa vào sẽ làm cho LED hoạt động gần 100% công suất. Chính vì điều này sẽ làm cho đèn LED nhanh hỏng.