Đèn LED chắc hẳn không còn là thứ quá xa lại trong cuộc sống hiện nay, ngay cả với những người không hứng thú quá nhiều với điện tử. Nó xuất hiện ở hầu hết mọi nơi như: các đèn bảng hiệu, màn hình ti-vi, đồ chơi, đồ gia dụng… hầu như mọi thứ bạn có thể thấy được. Vậy trong bài viết này hãy tìm hiểu về LED củng như những ưu điểm của nó để hiểu thêm về loại đèn thú vị này nhé!
3 lý do đèn LED được sử dụng làm nguồn sáng nhiều hơn đèn HID
Đèn LED có thể bạn đã hiểu rõ, vậy còn đèn HID là gì? Nó có phổ biến hay không? Hãy cùng tìm hiểu qua nó một chút. HID là viết tắt của High Intensity Discharge dùng để chỉ những loại đèn phóng điện để phát sáng. Một số loại đèn HID có thể kể đến như đèn hơi thủy ngân, đèn cao áp và đèn Metal Halide và đèn xenon. Vậy ta có thể thấy được đây là loại đèn khá quen thuộc
Vậy điều gì làm cho đèn LED được sử dụng nhiều hơn đèn HID
- Đèn LED không sử dụng dây tóc để phát sáng do đó chúng không dễ cháy, đứt dây, nứt vỡ nên tuổi thọ sẽ cao hơn so với bóng đèn thông thường. Đèn LED là một linh kiện bán dẫn rất nhỏ, chúng rất bền và tuổi thọ có thể kèo dài hàng ngàn giờ
- Sau khi bật đèn LED có thể chiếu sáng ngay lập tức tương tự như đèn halogen (vì không cần thời gian đốt nóng để cháy sáng) nên nó sẽ phù hợp với các ứng dụng cần bật tắt thường xuyên bật tắt. Ngược lại, đèn HID dễ vỡ hơn và phải nóng lên khoảng (10 – 20 giây) trong quá trình đánh lửa
- Đèn LED giúp tiết kiệm điện năng hơn vì không cần dùng dòng điện lớn để gia nhiệt cho bộ phận chiếu sáng
- Công nghệ LED đang thay đổi nhanh chóng và chúng ta củng có thể thấy được rằng đèn LED cuối cùng sẽ vượt qua hiệu suất chiếu sáng của HID và có thể sử dụng như một đèn cấp sáng chính
Làm thế nào để đi-ốt LED được sử dụng như một nguồn sáng
– Đèn LED là nguồn sáng sử dụng đi-ốt phát sáng khi được kết nối trong mạch. Hiệu ứng này là một dạng phát quang điện khi đó đèn LED sẽ giải phóng một lượng lớn photon ra bên ngoài. LED được đặt trong một bóng đèn nhựa, tập trung nguồn sáng. Phần quan trọng nhất để tạo nên ánh sáng của LED là một chíp bán dẫn nằm ở trung tâm của nguồn sáng. Nó bao gồm các vùng p và n, vùng p bị chi phối bởi các điện tích dương và vùng n bị chi phối bởi các điện tích âm. Một mối nối ở giữa sẽ đóng vai trò ngăn cách hai vùng bán dẫn này, để ngăn chặn sự xâm lẫn điện tích giữa hai vùng
– Khi chíp bán dẫn trong đi-ốt LED được cung cấp đầy đủ điện áp, các electron có thể dễ dàng di chuyển qua tường tại đó chúng ngay lập tức bị hút vào cực dương trong vùng p. Khi một electron di chuyển đủ gần với một điện tích dương trong vùng bán dẫn p, hai điện tích sẽ kết hợp với nhau
– Khi một electron kết hợp với một ion dương, năng lượng điện thế sẽ được chuyển đổi thành năng lượng điện từ và điều này thường xảy ra dưới phát xạ của một photon ánh sáng
– Photon này có tần số xác định bởi các đặc tính của vật liệu bán dẫn (thường là sự kết hợp của nguyên tố hóa học gallium, asen và phốt pho)
– Đèn LED phát ra các loại màu sắc khác nhau được làm bằng các vật liệu bán dẫn khác nhau. Nói một cách đơn giản, đèn LED là loại linh kiện nhỏ hoạt động như một bóng đèn mà không có dây tóc. Các đèn LED chỉ được chiếu sáng bằng chuyển động của hạt điện tích trong vật liệu bán dẫn, làm cho chúng tiết kiệm năng lượng và cực kỳ bền theo thời gian
Loại đèn LED nào thường được sử dụng để chiếu sáng
– Đèn LED trắng là công nghệ chiếu sáng mới và thú vị nhất với hy vọng sẽ dẫn đầu trong thị trường chiếu sáng kể từ khi đèn huỳnh quang ra đời. Đèn LED cường độ cao hiện đang phổ biến vì yêu cầu dòng điện tiêu thụ nhỏ. Đèn LED với độ sáng cao ngày càng được sử dụng trong chiều sáng cao hơn nhờ vào khả năng tiết kiệm năng lượng
– Các ứng dụng của đèn LED trắng bao gồm chiếu sáng ngược trong điện thoại, đèn nền LCD, đèn chiếu sáng gia đình, xe cộ, bảng hiển thị…. đèn LED có kích thước cực nhỏ và tiêu thụ ít năng lượng và chuyển đổi điện năng thành ánh sáng hiệu quả hơn
Điều gì khiến đèn LED đực ưa thích?
– Một đèn LED có công suất cao thường tạo ra khoảng 75 – 100 lumens với mỗi watt chỉ tiêu thụ 350mA. Qua kiểm nghiệm thực tế đèn LED cho thấy nó có khả năng hoạt động với tuổi thọ lên đến hàng ngàn giờ và không có hơi thủy ngân nên rất thân thiện với môi trường. Ngoài ra, nó còn không phát ra tia UV như đèn huỳnh quang
– Đèn LED trắng A1 Watt cho khả năng phát sáng trong khoảng 100 lm, đủ để chiếu sáng các khu vực hạn chế. Lượng ánh sáng phát ra từ nguồn sáng được đo bằng độ sáng. Chẳng hạn, một bóng đèn 60W sẽ có khả năng phát sáng 730 lum và bởi đèn Halogen 50W là 900 lum. Mỗi chip LED có diện tích chỉ bằng một milimet vuông, tạo ra độ sáng tổng thể với độ tập trung cao
– Việc giảm điện áp chuyển tiếp của đèn LED trắng 1W là 3.3V và tiêu thụ dòng điện 350mA. Do đó, đèn LED trắng thông thường cần 3V và dòng điện khoảng 40mA để cung cấp độ sáng tối đa
– Đèn LED trắng công suất cao có thể được điều khiển với dòng điện cao hàng trăm mA đến 1A đẻ tạo ra ánh sáng với cường độ cao (một số LED có thể phát ra ánh sáng đến 1000 lumens). Các HPLED thường được gắn trên tấm tản nhiệt để cho phép tản nhiệt nếu không đèn sẽ bị hỏng
– Hai phương pháp tạo LED trắng hiệu quả bao gồm phủ một chip LED (chủ yếu là màu xanh làm từ Indium Gallium Nitride, InGaN) bằng phốt pho có màu khác nhau để tạo ra ánh sáng trắng. Một phần của phổ ánh sáng tương ứng với ánh sáng xanh được chuyển sang bước sóng dài hơn, thông qua một quá trình được sự dịch chuyển của Stokes. Ánh sáng trắng của đèn LED đến từ dải màu xanh lam hẹp được phát ra tự nhiên bởi đèn LED GaN, cộng với màu vàng phổ rộng được tạo ra bởi lớp phủ phot-pho trên khuôn, hấp thụ một tỷ lệ màu xanh lam và chuyển đổi thành màu vàng. InGaN có thể tạo ra các bước sóng hoạt động từ màu xanh lá cây đến cực tím bằng cách thay đổi tượng indium và gallium tương đối trong quá trình sản xuất. Vật liệu phốt pho thường được sử dụng và Yttri nhôm pha tạp hoặc Ce3 + YAG
– Đèn LED trắng cũng có thể được chế tạo bằng cách phủ gần đèn LED phát tia UV với hỗn hợp các photpho phát xạ màu đỏ và màu xanh lam hiệu quả cao của Europium cộng với đồng sunfua kẽm pha tạp màu xanh lá và nhôm. Đây là một phương pháp tương tự như hoạt động của đèn huỳnh quang. Phương pháp này kém hiệu quả hơn đèn LED màu xanh với phốt pho, vì sự thay đổi của Strokes lớn hơn và do đó nhiều năng lượng được chuyển thành nhiệt hơn. Một nhược điểm khác là tia UV có thể bị rò rỉ từ đèn LED bị hỏng và gây hại cho mắt người và da người
Ứng dụng liên quan đến đèn LED làm nguồn sáng
1. Đèn LED báo động khẩn cấp
Nó có thể được ổ cắm AC và nó sáng tại thời điểm mất điện. Nó phát ra ánh sáng trắng dịu trong phòng cho mục đích đọc sách. Nó được cung cấp bởi pin điện thoại không dây 4.5V và sử dụng đèn LED trắng 1W
Nguyên lý làm việc
– Mạch sử dụng một biến áp bước xuống nhỏ 4.5V 300mA, bộ chỉnh lưu cầu gồm D1 đến D4 và tụ điện làm mịn C1 làm nguồn cung để sạc pin 4.5V. Biến áp 4.5V có sẵn và thường được sử dụng trong đèn LED khẩn cấp. Nó giảm điện áp xoay chiều 230V xuống mức điện áp xoay chiều thấp sau đó chỉnh lưu bằng bộ chỉnh lưu sóng đầy đủ. Tụ C1 tạo các gợn sóng DC tạo quá trình tự sạc. Điện trở R1 cung cấp dòng điện khoảng 80mA để sạc. Vì mạch luôn được cắm, dòng điện thấp là lý tưởng để sạc. Pin sạc được sử dụng trong mạch là pin điện thoại không dây 4.5V
– Khi có nguồn điện chính, pin sẽ sạc qua R1 và D5. Đồng thời, bóng bán dẫn PNP có độ lệch dương qua R1 và nó vẫn tắt. Khi mất điện, D5 đảo ngược và cơ sở của T1 sẽ trở thành siêu âm. Sau đó, nó tiến hành và thắp sáng đèn LED. Khi có điện trở lại, đèn LED sẽ tự động tắt
Cách thiết lập
– Các mạch có thể được lắp ráp trên một mảnh nhỏ của bảng hoàn hảo. Kèm theo mạch, bộ biến áp và pin trong hộp cắm bộ chuyển đổi loại. Cố định đèn LED bên ngoài hộp tốt nhất với phần mặt sau có thể phản chiếu để tăng độ sáng (bạn có thể dán giấy bạc cho mục đích này). Nó củng sẽ hoạt động như một bộ tản nhiệt cho đèn LED. Vì dòng điện cao chạy qua T1 khi đèn LED sáng làm T1 sinh nhiệt và yêu cầu tản nhiệt
2. Đèn tự động sử dụng đèn LED 1W
– Tiếp theo là đèn tự động sử dụng LED trắng công suất cao bật vào buổi tối và tự duy trì đến sáng. Đèn LED trắng đang được sử dụng ngày nay vì chúng chỉ cần một nguồn cấp DC đơn giản để cung cấp năng lượng và điều khiển chúng, trái ngược với đèn phóng khí đốt. Đèn LED sử dụng công suất 1W và nguồn điện được điều chỉnh mà không cần biến áp được sử dụng để cấp nguồn cho thiết bị
Nguyên lý làm việc
– Các tụ điện C1 và C2 giảm điện áp AC xuống giá trị thấp hơn. Thông thường các tụ điện có giá trị cao sẽ được sử dụng trong trường hợp này, phần chỉnh lưu cầu tạo đầu ra DC dao động đến các tín hiệu AC. Các tụ điện sẽ loại bỏ các gợn AC ở trong tín hiệu DC. Khả năng lọc tín hiệu này thường có trên diode Zener, cung cấp đầu ra DC điều chỉnh được ở thiết bị đầu cuối. Các tụ điện C3 thường cho phép tín hiệu AC đi qua nó và chặn tín hiệu DC. Nó hoạt động bỏ qua LDR và T1 sẽ trở thành một công tắc nhạy sáng để bật/tắt đèn LED. LDR cung cấp trở kháng cao trong bóng tối và trở kháng thấp khi sáng
– Vì vậy, vào ban ngày LDR sẽ mở và T1 sẽ được kéo về tắt. Vào ban đêm, khi ánh sáng ban ngày chấm dứt, điện trở của LDR tăng và T1 có đủ độ lệch cơ sở và tiến hành kết nối với LED để bật đèn. BD 139 là một bóng bán dẫn NPN công suất trung bình và các kết nối chân của nó là Base – Collector – Emitter. Tản nhiệt là cần thiết cho T1 vì đèn LED truyền quanh dòng điện 100 mA. Đèn LED được sử dụng trong mạch là đèn LED trắng 1W có điện áp chuyển tiếp giảm 3.3V và cần dòng điện 350mA để có được độ sáng tốt nhất
Đèn khẩn cấp di động kiêm sạc di động
– Dưới đây sẽ là một thiết bị khá hay và dễ làm mà tôi muốn giới thiệu cho bạn đó là làm một đèn khẩn cấp sử dụng khi cần thiết có thể kiêm luôn sạc. Nó củng sử dụng LED trắng với độ sáng cao để có thể cung cấp đủ ánh sáng trong phòng khi mất điện. Đèn LED trắng có thể là đèn LED Indium Gallium Nitride phát ra ánh sáng trắng, xanh có thể được lọc bằng bộ lọc phốt pho trong ống kính hoặc sử dụng hỗn hợp đèn LED nhiều màu. Nó củng có thể được sử dụng như một bộ sạc di động
Nguyên tắc hoạt động
– Nguồn cung cấp cho mạch được lấy từ biến áp 0-6V 300mA bộ chỉnh lưu sóng đầy đủ bao gồm D1 đến D4 và tụ điện làm mịn C1. Mạch ánh sáng khẩn cấp bao gồm diode D5, điện trở R2 và Transistor T1. Khi nguồn điện chính có sẵn, diode D5 và pin 6V sẽ đi qua điện trở R2. Đồng thời, Transistor PNP T1 sẽ không dẫn và dẫn cơ sở qua R1, LED trắng kết nối với T1 vẫn tắt
– Khi nguồn điện chính gặp lỗi, D5 phân cực ngược và T1 sẽ lệch âm và khởi động. LED trắng sẽ mở bằng nguồn điện của pin. Về phần sạc điện thoại nó được điều chỉnh dựa trên Zener. Dòng sạc có thể được khai thác từ các điểm A và B
| – Giới thiệu các loại diode và công dụng của từng loại – Cách kiểm tra diode bằng đồng hồ vạn năng – Sản phẩm đồng hồ vạn năng Đài Loan TM-197 |
Đồng hồ vạn năng 