Chip LED là một trong những bộ phận không thể thiếu cho các loại đèn LED hiện nay với công nghệ hiện đại. Vậy, chip LED là gì? Có những loại chip LED nào? Cùng Trạm Phát Sáng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này bạn nhé!
Mục lục
1. Chip LED là gì?
Chip LED (Light Emitting Diode) là một loại diode bán dẫn có khả năng phát ra ánh sáng khi có dòng điện đi qua. Các chip LED có nhiều kích thước và hình dạng khác nhau, và chúng có thể được cấu tạo từ các vật liệu bán dẫn khác nhau để tạo ra các màu sắc ánh sáng khác nhau.
Chip LED với những ưu điểm về hiệu suất, tuổi thọ, và khả năng tiết kiệm năng lượng đang ngày càng được ưa chuộng và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ chiếu sáng đến trang trí và công nghệ y tế.
2. Cấu tạo của chip LED
Chip LED có cấu tạo tương đối phức tạp với 5 thành phần chính như sau:
1 – Đế của chip LED (MCPCB)
Đế của chip LED vừa đóng vai trò làm nền cho chip vừa có chức năng tản nhiệt và cung cấp nguồn điện. Đế thường được làm từ nhôm hoặc đồng để tăng khả năng tản nhiệt nhanh chóng.
2 – LED chip
LED chip là bộ phận cốt lõi và quan trọng nhất của chip LED, chịu trách nhiệm phát ra ánh sáng. Bao gồm các bộ phận nhỏ khác:
- Vật liệu bán dẫn: LED chip được làm từ các vật liệu bán dẫn như gallium nitride (GaN), gallium arsenide (GaAs), hoặc indium gallium nitride (InGaN). Những vật liệu này có khả năng phát sáng khi có dòng điện chạy qua.
- Lớp p và n: LED chip bao gồm hai lớp bán dẫn, lớp p (chứa các lỗ trống) và lớp n (chứa các electron). Giữa hai lớp này là mối nối p-n, nơi xảy ra quá trình tái hợp và phát ra ánh sáng.
- Kết cấu điện cực: Các điện cực anode (cực dương) và cathode (cực âm) được gắn vào hai đầu của LED chip để dẫn dòng điện qua mối nối p-n.
3 – Keo tản nhiệt
Keo tản nhiệt là một thành phần quan trọng trong cấu trúc của chip LED, đóng vai trò kết nối cơ học giữa LED chip và đế tản nhiệt, thường là nhôm hoặc đồng. Keo tản nhiệt không chỉ đảm bảo sự ổn định cơ học của hệ thống mà còn có khả năng dẫn nhiệt tốt, giúp truyền nhiệt sinh ra từ LED chip trong quá trình hoạt động đến đế tản nhiệt để phân tán ra môi trường xung quanh.
4 – Lớp phủ phốt pho
Lớp phủ phốt pho trong chip LED đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra màu sắc ánh sáng mong muốn. Thông qua việc phủ lên bề mặt của LED chip, lớp phủ phốt pho giúp điều chỉnh và cải thiện chất lượng màu sắc của ánh sáng phát ra.
Vật liệu phốt pho thường được sử dụng là các hợp chất đa phốt pho, có khả năng hấp thụ và phát lại ánh sáng ở các bước sóng khác nhau, từ đó tạo ra các gam màu khác nhau như đỏ, xanh, và xanh dương.
5 – Thấu kính (lens hay dome) LED
Thấu kính là lớp epoxy hoặc silicone bao phủ chip LED, giúp phân phối ánh sáng đều ra môi trường xung quanh. Một số loại LED có thấu kính để ánh sáng tỏa rộng, trong khi loại khác không có thấu kính để tập trung ánh sáng.
| Nguyên lý hoạt động:
Chip LED hoạt động dựa trên hiện tượng điện phát quang. Khi dòng điện một chiều (DC) đi qua mối nối p-n, các electron từ lớp n di chuyển sang lớp p và tái hợp với các lỗ trống. Quá trình tái hợp này giải phóng năng lượng dưới dạng photon, phát ra ánh sáng. Màu sắc của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào vật liệu bán dẫn được sử dụng. |
3. 4 thông số quan trọng của chip LED
Để đánh giá được chất lượng, tính năng cũng như công dụng thực tế của chip LED, bạn cần phải tham khảo và dựa vào 4 thông số quan trọng dưới đây:
| Thông số | Tính năng |
| Quang thông | Quang thông của chip LED là tổng lượng ánh sáng phát ra, được đo bằng đơn vị lumen. Đây là chỉ số quan trọng cho biết khả năng chiếu sáng của chip LED: khi quang thông càng lớn, thì chip LED càng có khả năng phát ra ánh sáng mạnh mẽ và chiếu sáng hiệu quả hơn. |
| Chỉ số hoàn màu CRI | Chỉ số hoàn màu của chip LED là thước đo độ chính xác của màu sắc của vật thể được chiếu sáng bởi đèn LED. Đây là một chỉ số quan trọng để đánh giá khả năng tái tạo màu sắc chân thực của chip LED so với ánh sáng tự nhiên hoặc chuẩn màu. |
| Hiệu suất phát quang | Hiệu suất phát quang càng cao cho thấy chip LED có khả năng sử dụng năng lượng hiệu quả hơn, giúp tiết kiệm điện năng. |
| Nhiệt độ màu | Hiện nay, chip LED được phân loại dựa trên nhiệt độ màu ánh sáng với ba mức chính: 2700-3500K (ánh sáng vàng), 3500-4000K (ánh sáng trung tính), và trên 6000K (ánh sáng trắng). Mỗi mức nhiệt độ màu này ảnh hưởng đến cảm nhận về màu sắc và không gian chiếu sáng. |
4. 5 loại chip LED tốt nhất hiện nay
Hiện nay, có nhiều loại chip LED được đánh giá cao nhờ hiệu suất, chất lượng và ứng dụng đa dạng, bao gồm:
4.1. Chip LED SMD
Chip LED SMD, hay còn gọi là chip LED dán dòng, được sản xuất bằng công nghệ gắn trên bề mặt (Surface Mounted Device), là một trong những công nghệ tiên tiến nhất trong ngành điện tử chiếu sáng. Các loại chip LED này thường được sử dụng rộng rãi trong đèn LED dân dụng như đèn led panel, đèn LED downlight âm trần và đèn LED bulb,… và đèn năng lượng mặt trời.
Đặc điểm nổi bật của chip LED SMD là kích thước nhỏ gọn, hình vuông phẳng. Mỗi chip LED SMD có từ 2 đến 3 điốt và từ 4 đến 6 điện cực, mỗi điốt có mạch riêng biệt. Điều này giúp cho chip LED có thể hoạt động hiệu quả và đồng đều trên diện tích mạch in.
Chip LED SMD có hiệu suất phát quang cao hơn đáng kể so với các loại đèn truyền thống, với công suất 1 watt có thể đạt từ 100 đến 130 lumen. Đặc biệt, tuổi thọ của chip LED SMD rất dài, có thể lên tới 80.000 giờ chiếu sáng, gần như là mức tuổi thọ cao nhất trong các loại chip LED hiện nay.
4.2. Chip LED COB
Chip LED COB (Chip On Board) là một trong những loại chip LED sáng nhất hiện nay. Đặc điểm nổi bật của chip này là tích hợp nhiều chip LED nhỏ vào một chip lớn, với số lượng điốt từ 9 trở lên được đặt trên cùng một chip hoặc bề mặt.
Nhờ vào cấu trúc này, chip LED COB có độ sáng cực mạnh và thường được áp dụng rộng rãi trong các sản phẩm đèn LED chiếu sáng trang trí như đèn Spotlight, đèn rọi, đèn âm đất, đèn âm nước, đèn pha và đèn hắt.
Chip LED COB được đánh giá cao nhờ khả năng cung cấp ánh sáng mạnh mẽ và đồng đều trên diện tích rộng, giúp tăng cường hiệu quả chiếu sáng và giảm thiểu hiện tượng đổ bóng. Đây là lựa chọn phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ sáng cao và chất lượng ánh sáng tốt, đặc biệt là trong không gian nội thất và ngoài trời.
4.3. Chip LED DIP
Chip LED DIP (Dual In-Line Package) là loại chip LED xuất hiện sớm nhất, cũng được biết đến với tên gọi LED rời. Các chip LED DIP thường có công suất nhỏ, từ 0.05 đến 0.08 watt, và hiệu suất ánh sáng dao động từ 35 đến 80 lumen mỗi watt. Chúng thường được sử dụng để làm biển quảng cáo, đầu phát tia hồng ngoại trong các điều khiển từ xa như tivi và điều hòa không khí.
Chip LED DIP có hình dáng giống đầu đạn, kích thước rất nhỏ khoảng 5mm. Tuy nhiên, do khả năng tản nhiệt kém, tuổi thọ của chip LED DIP thường không cao bằng so với các loại chip LED khác như chip SMD hay chip COB. Điều này làm cho chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng không yêu cầu hiệu suất cao hoặc không đòi hỏi tuổi thọ lâu dài của ánh sáng.
4.4. Chip LED MCOB
Chip LED MCOB (Multiple Chip On Board) là một biến thể của công nghệ chip LED COB, được phát triển để tăng cường khả năng chiếu sáng mạnh mẽ trong các sản phẩm đèn LED công suất lớn như đèn pha LED, đèn LED Bulb và đèn đường.
Chip LED MCOB được xây dựng bằng cách kết hợp nhiều chip COB trên cùng một bo mạch. Các chip COB được bố trí thành vòng tròn trên bo mạch, giúp cho chip LED MCOB có khả năng phát sáng mạnh mẽ hơn, cung cấp độ hoàn màu CRI tốt hơn và tối ưu hóa quá trình giải nhiệt.
Điều này làm cho đèn chip LED MCOB phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi lượng ánh sáng cao như chiếu sáng sân thể thao, sân bóng đá, sân golf và các không gian cần chiếu sáng mạnh mẽ và đồng đều. Chip LED MCOB là lựa chọn ưu việt trong các ứng dụng chiếu sáng công nghiệp và thương mại.
4.5. Chip LED COG
Chip LED COG (Chip on Glass – Led filament) có thiết kế hình dáng giống như dây tóc, được cấu tạo từ nhiều con chip LED được gắn nối tiếp với nhau trên một chất nền trong suốt như thủy tinh hoặc sapphire.
Bề mặt của chip LED COG thường được phủ phốt pho để chuyển đổi ánh sáng xanh dương ban đầu của LED thành ánh sáng trắng, nhằm tăng hiệu suất phát quang. Loại chip LED này thường được áp dụng cho các sản phẩm đèn trang trí, decor có đui E27 (hoặc chuôi E27) và các ứng dụng đòi hỏi tính thẩm mỹ cao.
5. Công suất tiêu chuẩn của chip LED
Công suất chiếu sáng của chip LED được phân chia thành nhiều mức đáp ứng các nhu cầu sử dụng khác nhau, tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định của các cơ quan nhà nước. Cùng với sự tiến bộ của công nghệ LED, các nhà sản xuất chip LED đã phát triển nhiều công suất khác nhau để phục vụ cho đa dạng nhu cầu chiếu sáng.
Dòng chiếu sáng trang trí và sử dụng trong nhà: 1W, 3W, 5W, 7W, 9W, 12W, và 24W
Dòng chiếu sáng ngoài trời, nhà xưởng: 100W, 200W, và thậm chí có mức công suất lên đến 1000W.
Để tiết kiệm điện năng, bạn nên cân nhắc lựa chọn chip LED phù hợp như dưới đây:
- Chip LED 12V: Thường được áp dụng cho đèn âm đất, đèn âm nước, đèn bể bơi để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
- Chip LED 24V: Sử dụng cho các loại đèn như đèn Panel, đèn âm đất, đèn âm nước, đèn trụ cổng, đèn nấm sân vườn.
- Chip LED 220V: Là loại chip LED phổ biến nhất hiện nay, được dùng rộng rãi cho đèn downlight âm trần, đèn pha LED, đèn đường và đèn LED Bulb.
Ngoài ra, bạn có thể tham khảo các loại đèn LED kết hợp với tấm pin năng lượng mặt trời để có thể sử dụng cho những khu vực ngoài trời, khu vực tiếp cận nhiều đến ánh sáng mặt trời mà không phải sử dụng đến điện lưới truyền thống.
Như vậy, chip LED là một thành phần thiết yếu và quan trọng nhất trong công nghệ chiếu sáng đèn LED hiện nay. Mong rằng, với những chia sẻ từ bài viết trên của Trạm Phát Sáng, bạn có thể lựa chọn được loại đèn LED có chip LED phù hợp với nhu cầu sử dụng.