Chip LED là gì? Phân loại và ứng dụng của công nghệ LED

Hiểu đúng chip LED là gì, cách hoạt động, phân loại sẽ giúp bạn biết cách chọn đèn LED chất lượng, hệ thống chiếu sáng bền, tiết kiệm và an toàn.

Trong mỗi chiếc đèn LED nhỏ bé có một bộ phận giữ vai trò quan trọng tạo ra ánh sáng đó chính là chip LED. Dù kích thước chỉ vài milimet, chip LED lại quyết định gần như toàn bộ chất lượng ánh sáng, từ độ sáng, màu sắc, khả năng tiết kiệm điện đến tuổi thọ của sản phẩm. Công nghệ chip LED ngày nay phát triển mạnh mẽ với nhiều chủng loại khác nhau như SMD, COB… để phù hợp với từng ứng dụng chiếu sáng từ nhà ở, văn phòng, sân vườn đến nhà xưởng. Bài viết này, VINALED sẽ giúp bạn hiểu chip LED là gì, cũng như cách chúng tạo nên nguồn sáng ổn định, hiệu quả.

Tin dùng sản phẩm đèn VinaLED, bạn hoàn toàn yên tâm với chất lượng chip LED. Toàn bộ linh kiện bên trong mỗi chiếc đèn của thương hiệu VINALED đều dùng các dòng chip LED chất lượng cao như Ledvance, Cree, Bridgelux nên sẽ đảm bảo hiệu quả chiếu sáng bền, ổn định và tiết kiệm điện.

Chip LED là gì? Vai trò chip đèn LED trong chiếu sáng

Chip LED (Light Emitting Diode) là linh kiện bán dẫn nhỏ, khi được cấp điện sẽ phát ra ánh sáng. Một bộ đèn LED có thể sử dụng một hoặc nhiều chip LED tùy công suất, kiểu dáng và mục đích chiếu sáng. Vai trò của chip LED là:

• Quyết định độ sáng của đèn
• Ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất phát sáng có tiết kiệm điện hay không
• Tác động tới chất lượng ánh sáng như CRI, đồng đều màu, hiện tượng nhấp nháy…
• Quyết định tuổi thọ đèn, một chip LED tốt có thể cho tuổi thọ từ 30.000–50.000 giờ hoặc hơn.

Cấu tạo và cơ chế hoạt động của chip LED là gì?

Để hiểu vì sao chip LED có thể phát sáng mạnh mẽ nhưng lại tiết kiệm năng lượng đến vậy thì phải đi sâu vào cấu tạo các lớp vật liệu bán dẫn bên trong. Từng điểm tiếp xúc đều giữ vai trò quyết định chất lượng ánh sáng đầu ra.

Các thành phần chính của chip LED là gì?

Một chip LED nhỏ xíu nhưng bên trong cấu tạo gồm nhiều lớp:

• Khối bán dẫn: Là phần lõi bán dẫn, thường dùng vật liệu GaN, InGaN, AlGaInP… Đây là nơi xảy ra quá trình phát sáng khi có dòng điện đi qua.
• Lớp phosphor hay gọi là lớp chuyển đổi màu: Chip gốc thường phát ra ánh sáng xanh dương, sau đó lớp phosphor chuyển đổi thành ánh sáng trắng với các nhiệt độ màu khác nhau (3000K, 4000K, 6500K…).
• Đế tản nhiệt: Là phần tiếp xúc với bề mặt tản nhiệt của đèn, giúp dẫn nhiệt ra ngoài, giữ cho chip mát, hoạt động ổn định, bền lâu.
• Dây nối hoặc tiếp điểm điện: Dẫn điện vào ra chip LED.
• Lớp vỏ bảo vệ hoặc thấu kính: Bảo vệ chip khỏi bụi, ẩm, tác động cơ học, giúp định hướng góc chiếu, phân bố ánh sáng.

Cơ chế hoạt động của chip LED

Về bản chất, LED là một đi-ốt bán dẫn phát quang, khi được cấp điện đúng cực, dòng điện đi qua lớp bán dẫn. Electron và lỗ trống tái hợp trong vùng tiếp giáp sẽ giải phóng năng lượng dưới dạng photon ánh sáng.

Tùy vật liệu bán dẫn & cấu trúc chip, ánh sáng phát ra có bước sóng (màu) khác nhau. Với LED trắng, ánh sáng từ chip kết hợp với lớp phosphor tạo ra ánh sáng trắng để sử dụng trong chiếu sáng.

Ưu điểm của chip LED là gì?

So với các công nghệ chiếu sáng truyền thống: sợi đốt, halogen, huỳnh quang, chip LED có nhiều ưu điểm vượt trội hơn. Vì thế linh kiện này hiện là nền tảng của mọi giải pháp chiếu sáng hiện đại.

• Tiết kiệm điện năng: Hiệu suất phát sáng cao, từ 80 – 180 lm/W. Cùng độ sáng nhưng công suất tiêu thụ có thể giảm 50–80% so với bóng cũ.
• Tuổi thọ lâu dài: Chip LED chất lượng có thể hoạt động 25.000–50.000 giờ hoặc hơn. Nhờ vậy, bạn ít phải thay bóng hay linh kiện mới, giảm chi phí bảo trì.
• Khởi động tức thời, không nhấp nháy: Đèn LED bật sáng ngay, không trễ, không nhấp nháy, hạn chế mỏi mắt.
• Dễ điều khiển và tùy biến: Đổi màu, tạo hiệu ứng, kết hợp với cảm biến, smart lighting để tiện điều khiển từ xa hơn.
• Kích thước nhỏ, linh hoạt thiết kế: Cho phép thiết kế nhiều kiểu đèn đa dạng: thanh nhôm định hình, panel siêu mỏng, spotlight, đèn âm trần, đèn trang trí.

Chip LED nhiều ưu điểm hơn so với các loại đèn truyền thống

Phân loại các loại chip LED thông dụng

Dù chip LED đều chung nhiệm vụ tạo ra ánh sáng, mỗi loại lại sở hữu cấu trúc riêng và được thiết kế với các thế mạnh khác nhau. Có loại tối ưu độ sáng, loại tối ưu độ bền, loại lại chuyên cho chiếu sáng điểm. Việc phân loại này sẽ giúp người dùng hiểu rõ ưu nhược điểm của từng dòng, từ đó chọn đúng chip LED phù hợp với nhu cầu chiếu sáng thực tế.

SMD với thiết kế nhỏ gọn

SMD có tên tiếng Anh là Surface Mounted Diode, là loại chip LED gắn trực tiếp lên bề mặt mạch in. Kích thước nhỏ, dạng hình chữ nhật hoặc vuông nhưng mỗi chip có thể chứa 1 hoặc vài điểm phát sáng. Cùng với đó là quang thông tốt, phân bố ánh sáng rộng. Chip này được sử dụng trong đèn tuýp LED, panel, đèn downlight, LED dây, đèn ốp trần.

Chip SMD được ứng dụng khá phổ biến

COB kết hợp nhiều chip

COB (Chip On Board) là công nghệ gắn nhiều chip LED nhỏ trên cùng một đế, sau đó phủ chung một lớp phosphor. Nhờ đó cho ra hiệu ứng ánh sáng đều, mịn, giống như một nguồn sáng lớn. Chip LED này thường dùng cho đèn pha, đèn downlight công suất lớn, đèn chiếu điểm, đèn nhà xưởng.

Ứng dụng của chip LED là gì?

Nhờ cấu trúc nhỏ gọn nhưng mạnh mẽ, chip LED có thể được ứng dụng trong vô số sản phẩm chiếu sáng. Từ những chiếc đèn chiếu sáng bình thường, đèn trang trí đến hệ thống công nghiệp đòi hỏi độ bền cao.

Dùng trong chiếu sáng dân dụng

Chip LED thường có trong đèn bulb, đèn tuýp, đèn ốp trần, đèn âm trần, LED dây tại phòng khách, phòng ngủ, khu vực nấu nướng, ăn uống, sân vườn, hành lang. Từ đó giúp ánh sáng đều, êm mắt, màu sắc trung thực, mà vẫn đảm bảo tiết kiệm điện năng.

Chiếu sáng công nghiệp

Chip LED công nghiệp thường là COB hoặc SMD công suất lớn, hiệu suất cao, kết hợp hệ tản nhiệt tối ưu. Các dòng đèn highbay, đèn pha luôn có độ sáng cao, ổn định, chịu được điều kiện khắc nghiệt của hơi nóng, bụi.

Chip LED dùng cho công nghiệp thường có công suất lớn

Chiếu sáng công cộng

Ở nhu cầu này thường dùng chip LED SMD hiệu suất cao để tạo góc chiếu rộng, phân bố ánh sáng đều trên mặt đường. Các sản phẩm đèn đường, đèn chiếu sáng đường cao tốc, công viên, bãi xe, quảng trường với tuổi thọ dài, tiết kiệm điện cho ngân sách đô thị.

Ứng dụng trong biển quảng cáo và các thiết bị công nghệ

Ở mảng này, chip LED modul, LED ma trận, SMD kích thước nhỏ được sử dụng để tạo ra hình ảnh sắc nét, màu sắc rực rỡ. Nếu lắp ngoài trời thì có biển hiệu, màn hình LED, hộp đèn, biển vẫy. Với các thiết bị công nghệ thì chip này thường dùng làm màn hình điện thoại và tivi.

Ứng dụng trong nông nghiệp

Chip LED được dùng điều chỉnh phổ ánh sáng đỏ, xanh, full spectrum phù hợp với từng loại cây, từng giai đoạn sinh trưởng của cây trồng. Bạn có thể tìm thấy sản phẩm có chip LED qua đèn LED trồng cây, chiếu sáng nhà kính, farm thủy canh. Nhờ công nghệ này, nông nghiệp có thể tăng năng suất và chủ động được nguồn sáng, có thể trồng cây trong nhà và mô hình nhà kính công nghệ cao.

Cách chọn chip LED chất lượng

Không phải chip LED nào cũng giống nhau, mỗi loại sẽ có chất lượng và tuổi thọ khác nhau. Và dưới đây là các yếu tố quyết định chất lượng chip LED để bạn dễ dàng áp dụng khi lắp đặt hệ thống chiếu sáng.

Ưu tiên sản phẩm có chứng nhận chất lượng

Khi xem thông tin sản phẩm, bạn nên ưu tiên tìm hiểu catalog rõ ràng với đầy đủ thông tin về quang thông, hiệu suất, CRI, CCT, tuổi thọ chip LED. Ngoài ra còn phải có thêm chứng nhận tiêu chuẩn ISO, TCVN… Điều này cho thấy chip LED và bộ đèn được kiểm soát chất lượng, không phải loại trôi nổi.

Chọn mua từ thương hiệu uy tín

Các thương hiệu chip LED uy tín trên thế giới thường được nhiều hãng đèn lớn sử dụng, như Bridgelux, Osram, Cree, Lumileds (Philips Lumileds), Ledvance… Khi bộ đèn LED ghi rõ sử dụng chip của các hãng này, hoặc các dòng chip đã được thị trường kiểm chứng, bạn có thể yên tâm hơn về độ ổn định, hiệu suất, độ bền và hạn chế khả năng suy giảm quang thông theo thời gian.

Kiểm tra các thông số trước khi mua

Ngoài thương hiệu, bạn cũng nên xem thêm các thông số khác để đảm bảo chip LED cho nguồn sáng bền bỉ, tiết kiệm điện, ít phải lo bảo trì, thay thế.

• Hiệu suất phát sáng: Với đèn dân dụng nên từ 90–100 lm/W trở lên, còn đèn công nghiệp thì thường là 120–150 lm/W là tốt nhất.
• Chỉ số hoàn màu: CRI ≥ 80 là đủ tốt cho nhà ở, văn phòng. Còn với CRI ≥ 90 thì dùng cho showroom, salon, cửa hàng thời trang, studio…
• Nhiệt độ màu: Phải phù hợp cho từng không gian và nhu cầu sử dụng, với mục đích chiếu sáng thông thường thì 4000K, còn khi cần sự thư giãn thì chọn 2700–3000K. Đặc biệt với môi trường làm việc, cần sự quan sát rõ, chuẩn thì dùng 6500K.

Chip LED là nền móng công nghệ giúp đèn LED trở thành lựa chọn tối ưu trong thời đại hiện đại và tiết kiệm năng lượng như hiện nay. Khi hiểu rõ chip LED là gì, phân loại và ứng dụng của chúng, bạn sẽ dễ dàng chọn được giải pháp chiếu sáng phù hợp nhất. Các sản phẩm đèn LED VinaLED đều sử dụng các dòng chip LED chất lượng cao của Cree, Bridgelux, Osram, Ledvance… Nhờ đó không gian sống của bạn không chỉ sáng mà còn an toàn, tiết kiệm, bền và đầy tính thẩm mỹ. Hãy liên hệ ngay với VINALED để được tư vấn tận tình và chuyên nghiệp hơn về các dòng đèn LED trước khi bạn đưa ra lựa chọn.