Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đèn led
Về cơ bản, đèn LED chỉ là bóng đèn nhỏ tích hợp dễ dàng vào một mạch điện. Nhưng không giống như bóng đèn sợi đốt thông thường, chúng không có một sợi đốt bị nung nóng, và do đó chúng không bị nóng quá mức. Chúng được chiếu sáng bởi sự chuyển động của các electron trong một vật liệu bán dẫn. Tuổi thọ của một đèn LED vượt xa tuổi thọ ngắn ngủi của một bóng đèn sợi đốt hàng ngàn giờ. Đèn LED nhỏ xíu đã thay thế các ống ánh sáng HDTVs LCD để làm Tivi mỏng đáng kể.
Các loại đèn led
Đèn LED được sử dụng chủ yếu cho hai chức năng: chiếu sáng và hiển thị (cảnh báo). Chiếu sáng có nghĩa là “tỏa sáng vào một cái gì đó” – giống như một đèn pin hoặc đèn pha. Các LED khuếch tán (Diffused LEDs) thực sự tốt khi dùng cho hiển thị, chúng trông mềm mại và đồng nhất các tia sáng và bạn có thể nhìn thấy chúng từ mọi góc độ. Các LED chiếu sáng (Clear LEDs) thực sự tốt khi dùng để chiếu sáng, ánh sáng truyền thẳng và mạnh mẽ – nhưng bạn không thể nhìn thấy chúng từ mọi góc vì ánh sáng chỉ đi về phía trước.
Thiết kế mạch LED
LED là diode, do đó nó có liên quan nhiều tới dòng điện chứ không phải là điện áp. Bình thường, khi LED được “nuôi” với một dòng điện có chiều thuận (từ dương sang âm, từ Anode đến Cathode) nó sẽ bắt đầu phát ra ánh sáng ở giá trị tối thiểu của dòng điện. Ví dụ, một LED màu đỏ đặc trưng cần khoảng 10mA đến 20mA cho độ sáng tốt. Bất kỳ dòng lớn hơn khoảng này có thể không giúp được gì nhiều – LED sẽ bị ảnh hưởng khi dòng cung cấp vượt ra ngoài giới hạn và có thể bị phá hủy.
Tính toán thiết kế mạch led
Khi đèn LED được thiết kế ra để làm việc với dòng điện, điện áp có thể không cấp trực tiếp cho nó, đèn LED không được nối trực tiếp đến pin hoặc nguồn cung cấp. Đèn LED sẽ bị phá hỏng ngay lập tức bởi vì dòng điện quá lớn. Các dòng điện phải được giảm bớt. Cách đơn giản nhất để làm điều này là sử dụng một điện trở mắc nối tiếp với LED. Các điện trở sẽ làm giảm dòng điện và giảm điện áp rơi trên LED xuống đến một mức độ chấp nhận được.
Vì vậy, làm thế nào để chúng ta tìm ra được giá trị điện trở sử dụng? Chúng ta sẽ sử dụng định luật ohm cho việc này.
V = IR, với I là dòng điện.
Tính toán giá trị điện trở LED với công thức sau:
Giá trị điện trở dùng mắc nối tiếp với LED:
R = (Điện áp cung cấp – Điện áp LED) / Dòng LED
Ta có ví dụ:
Nguồn sử dụng một pin 9V, tức là điện áp cung cấp = 9V. Đối với đèn LED màu đỏ, điện áp nuôi là 2,0 V, dòng LED là 20 mA (đây là một giá trị điển hình, nếu không được cung cấp bởi nhà sản xuất). Nếu sau khi tính toán, không thể tìm mua được giá trị điện trở mong muốn, ta có thể chọn các giá trị điện trở tiêu chuẩn ở khu vực gần giá trị đó, lấy giá trị lớn hơn một chút. Nếu bạn muốn tăng tuổi thọ nguồn, bạn có thể chọn một giá trị điện trở cao hơn để giảm thiểu dòng điện. Việc giảm dòng điện sẽ dẫn đến một đèn LED mờ. Trong ví dụ ở trên, đối với dòng LED 20 mA, ta chọn 15mA, ta có:
R = (9-2,0) / 15 mA = 466 ohms, sử dụng giá trị tiêu chuẩn cao hơn tiếp theo (có sẵn trên thị trường) là 470 ohms.