Chip LED là gì? Đèn năng lượng mặt trời sử dụng loại LED nào?

Đèn năng lượng mặt trời hay bóng đèn năng lượng thì giờ hoàn toàn 100% là sử dụng CHIP led, ngay trong một bài viết gần đây chúng tôi có đề cập đến danh sách các ” Đèn Tích Điện, Đèn ắc quy 12V tốt nhất” thì vẫn là sử dụng CHIP LED hết,

Nếu ai thuộc thế hệ 9x đời đầu trở về trước, ngoài chứng kiến sự chuyển giao của thiên niên kỉ ( năm 2000) và những chuyển mình của đất nước, thế giới. Thì ở đâu đó trong tiềm thức vẫn còn nhớ những thế hệ đèn pin cầm tay sử dụng bóng đèn sợi đốt chạy pin, thứ mà có thể nói là xa xỉ thời những năm mình còn còn bé là khoảng trước những năm 2000 đấy. Và cả một tiềm thức hệ về “ đồ Nhật” .

Nhưng giờ nó cũng chuyển hết sang dùng CHIP LED hay còn gọi là bóng đèn LED rồi. Sự phổ biến bóng đèn LED hiện nay đến nỗi người ta coi đó là điều đương nhiên, nó vượt trội và phổ rộng ( giá thành rẻ hơn, chất lượng tốt hơn, sáng hơn…. mọi thứ đều hơn đèn sợi đốt một cách tuyệt đối ) khiến cho người dùng nghiễm nhiên coi đó là một điều bình thường, giờ mọi thứ đều dùng đèn LED hết rồi, Vầy hãy cùng tìm hiểu sơ lược về các loại CHIP LED ở Việt Nam hiện nay và hơn hết, toàn bộ nội dung ở website PhamDucNgoc.Com luôn hướng đến công nghệ, thiết bị và đặc biệt là đèn năng lượng mặt trời. nên chúng ta sẽ phân tích xoay quanh xu hướng về đèn năng lượng nhiều hơn chút nhé.

Định Nghĩa Về Cấu Tạo Của CHIP LED.

CHIP LED là nhân bên trong đèn LED và nó tạo ra nguồn sáng ổn định, chất lượng cao. Giúp đèn LED hoạt động hiệu quả. Một CHIP LED có cấu tạo là MỘT DIODE phát quang (Light Emitting Diode) , DIODE bán dẫn này lại được hình thành từ hai khối bán dẫn là P-type và N-type và gọi chung là LED CHIP hoặc semiconductor die.

Một CHIP LED sẽ bao gồm các bộ phận:

1. Đế CHIP( MCPCB – một bảng mạch in bằng kim loại ): Nó giúp tản nhiệt và cấp nguồn
2. CHIP bán dẫn (DIE) làm từ các vật liệu khác nhau như Gallium Nitride (GaN) hay Indium Gallium Nitride (InGaN)
3. Lớp phủ photpho: Chuyển ánh sáng từ DIODE thành ánh sáng trắng với các nhiệt độ màu khác nhau.
4. Thấu kính để tản sáng hoặc định hình tia sáng, bảo vệ các bộ phận bên trong.

Nguyên lý hoạt động của LED CHIP hoặc semiconductor die trong LED CHIP

Nguyên lý hoạt động là dựa trên nguyên tác khi dòng điện một chiều đi qua, tại tiếp điểm giữa P-type và N-type sẽ phát ra ánh sáng mà mắt người có thể nhìn thấy. Màu sắc của nó được quyết định bởi các hợp chất chứa bên trong hai khối bán dẫn mà mình sẽ nói ở dưới, mỗi công thức sẽ cho ra màu sắc khác nhau rất đa dạng.

1) Lịch Sử Hình Thành CHIP LED

Ngày xưa, mình cũng chả biết, nói chung chung cứ gọi là đèn LED cho nhanh, thì nghĩ là khác nhau đấy nhưng thực ra cũng không biết chúng khác nhau như thế nào? thậm chí bây giờ cũng rất khó phân biệt được đủ loại CHIP LED khác nhau. Chủ yếu mình tin vào tài liệu từ nhà sản xuất sẽ an toàn hơn. Nhưng bạn hoàn toàn có thể phân loại và phân biệt các loại CHIP LED hiện nay.

Chủ yếu chúng thuộc các nhóm là chip LED SMD, chip LED DIP, chip LED COB và chip LED MCOB. Mỗi loại đương nhiên có phân biệt riêng để nhận biệt và thậm chí là công nghệ cũng khác nhau nữa.

1.1) Thông tin về CHIP LED DIP (Dual In-Line Package)

Nếu nói DIP là ông tổ của CHIP LED thì cũng phần đúng, và chắc chắn bạn đã từng gặp loại này trong đời rồi, nó là CHIP LED nguyên sơ với hình dáng đầu tròn tròn giống viên đạn và hiệu suất cực thấp (35-80 lm/W ) và được sử dụng công nghệ sơ khai là through-hole mounting. Nó rất bền, nhưng công kềnh và không phù hợp để làm số lượng lớn, cũng quá to để lắp đặt trên các hệ thống lớn. Được dùng chủ yếu ở đèn báo, tín hiệu.

Mình muốn tìm lại cái mạch Radio ngày xưa nó rất hay có những con CHIP LED DIP này, nó có từ thời mình còn xíu và trước đó nữa nên công nghệ này cực kỳ lâu đời rồi. Tuy nhiên, thì giờ tìm không ra được cái mạch Radio xưa nào có hiển thị chip DIP như thế nhưng may mắn là tìm thấy một bộ sạc pin AA và AAA có sử dụng LED DIP này

Ứng dụng của DIP chính là việc báo đèn đó, nó sáng là có pin, đang được sạc, còn không thì không được sạc.

1.2) Chip LED SMD (Surface Mounted Device)

Sau khi DIP không phát triển được nữa, nó dừng lại ở đó thì SMD ra đời như một sự thay thế, tạo ra một cuộc cách mạng vượt trội bằng cách cho phép gắn CHIP trực tiếp lên bề mặt bản mạch in, nó phù hợp với sự công nghiệp hóa, thu nhỏ kích thước, cải thiện khả năng tiếp xúc, và chính là nền móng của LED hiện đại, ngày nay SMD vẫn là thế hệ CHIP LED được sử dụng nhiều nhất.

1.2.1) Kiến trúc của chip LED SMD cực kì vượt trội

CHIP LED SMD là một kiến trúc bao gồm một hoặc nhiều DIODE được đóng gói trong một lớp và nó có thể lắp đặt tự động bằng hệ thống kiến trúc công nghiệp lên mạch in. Mỗi CHIP LED đều có kích thước tiêu chuẩn, ví dụ

1. SMD 2835 có kích thước 2.8mm x 3.5mm
2. SMD 5050 có kích thước 5.0mm x 5.0mm

Chúng có cấu trúc tạo ra được nhiều tiếp điểm, ( tối đa là 6 tiếp điểm), có thể điều khiển đa kênh nên sẽ làm nền tảng cho trộn màu RGB ( Đỏ, Xanh lá, Xanh lam) hệ ba màu nền tảng tạo nên các màu khác.,

1.2.2) Hiệu suất CHIP SMD

CHIP LED SMD hiện vẫn còn sử dụng cực kỳ phổ biến nhưng người ta vẫn phát triển công nghệ tốt hơn, bởi nó có cả ưu điểm và nhược điểm. Trong đó:

• Ưu điểm: Tạo ra ánh sáng đồng đều trên bề mặt rộng ( ví dụ bề mặt đèn năng lượng mặt trời là vừa đẹp luôn ), tính linh hoạt cao,. khả năng thay đổi và tái tạo màu sắc, góc chiếu rộng, có quy trình sản xuất lâu dài từ ngày xưa rồi nên các CHIP LED SMD hiện nay có độ bền rất cao. Và quan trọng nó RẺ.
• Nhược điểm: Gặp vấn đề về tản nhiệt khi sử dụng mật độ cao. > lý do tản nhiệt và kích thước là hai yếu tố quan trọn để người ta không chọn CHIP LED SMD trong những thiết bị công nghệ cao như LED màn hình tivi.

1.2.3) Ứng dụng CHIP LED SMD trong chiếu sáng hiện nay.

Hiện nay, chip LED SMD vẫn được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong dân dụng, một phần vì giá rẻ, một phần vì nó quá hoàn hảo. Ví dụ hầu hết đèn năng lượng mặt trời hiện nay vẫn sử dụng chip LED SMD làm chiếu sáng vì giá thành rẻ, hiệu năng chiếu sáng tốt, dễ thiết kế lắp đặt, đồ bền rất cao. và tiết kiệm điện. Nói chung nó đúng là quá hoàn hảo để làm CHIP LED cho đèn năng lượng mặt trời.

Ngoài ra, bạn còn nhớ ở trên mình có bảo nó có thể tạo mày RGB, trộn các màu này với nhau bạn có thể tạo hàng triệu màu sắc khác nhau nữa> ứng dụng làm hiệu ứng đèn, bảng biển quảng cáo cũng ổn lắm.

1.3) COB (Chip on Board)

CHIP LED COB bây giờ cũng đã bắt đầu phổ biến, nó là thế hệ tiếp theo của SMD khi mà SMD không triển khai được hệ thống lớn hoặc rất lớn vì tăng nhiệt nhanh, khó kiểm soát nhiệt độ thì COB có thể tròn vành nhiệm vụ đó,

Trải nghiệm thực tế là sử dụng KHÔNG TẢN NHIỆT NGOÀI thì chạy điện 12v từ Bộ tích Điện năng lượng mặt trời  được một lúc là cháy, thử vài cái luôn rồi nhé. Trong bài viết “Đèn Tích Điện, Đèn ắc quy 12V tốt nhất” mình đưa ra các loại đèn 12v nhưng bỏ con CHIP LED này ra vì nó chưa phải sản phẩm hoàn thiện, cần khung và bộ tản nhiệt. , tuy nhiên bạn có thể tham khảo mẫu đèn ở vị trí số 3( Đèn Pha 12v năng lượng mặt trời.) cũng tương tự mình nghi sử dụng chip LED COB nhưng cần pha tản sáng rộng hơn.

1.3.1) Kiến trúc của chip LED COB như thế nào?

Kiến trúc của COB bao gồm nhiều chip LED ( 9 đến nhiều hơn ) được gắn trực tiếp lên một đế duy nhất bằng gốm hoặc nhôm, và phủ lớp phốt pho đồng nhất. Với lớp kiến trúc này sẽ có thể gắn được rất nhiều CHIP LED lên một mặt phẳng tạo ra một bề mặt phát sáng lớn, mật đọ cao với hai tiếp điểm điện,.

1.3.2) Ưu điểm và nhược điểm của CHIP LED COB

Đương nhiên là nó có ưu điểm và vẫn sẽ tồn tại nhược điểm, khi có nhược điểm thì mới có thế hệ tiếp theo để phát triển tiếp. Theo đó,

• Ưu điểm: Mật độ LED cực cao, tạo ra lượng ánh sáng lớn, tập trung và chất lượng ánh sáng vượt trội hơn. Các điểm sáng đồng đều, không chói và tản nhiệt tốt. Nó dẫn nhiệt trực tiếp qua bộ tản nhiệt và cuối cùng là chi phí sản xuất theo quy mô công nghiệp thấp hơn
• Nhược điểm: COB thường chỉ phù hợp tạo LED đơn sắc do thiết kế mạch đơn, nguồn sáng tập trung là nhược điểm khiến không chiếu sáng được diên tích rộng và quan trọng là nếu một CHIP LED hỏng thì toàn bộ bảng LED sẽ trở nên vô dụng

1.3.3) Ứng dụng LED COB trong chiếu sáng.

Và với nhược điểm lớn là không tản sáng, ánh sáng tập trung hơn nên nó không được ưu tiên làm đèn năng lượng mặt trời, Nó cũng đòi hỏi công suất cao, tiêu thụ nguồn điện lớn. Vì thế phù hợp làm đèn rọi, đèn nhà xưởng công nghiệp hoặc đèn Flash máy ảnh.

1.4) CSP (Chip Scale Package)

Thế hệ chip LEd CSP ra đời là sự nâng cấp tiếp theo của COB, tuy COB không phải thực sự là nâng cấp của SMD bởi công nghệ khá khác nhau, tuy nhiên, CSP thực ra ra đời nhằm khắc phục những nhược điểm của COB,

1.4.1)Kiến trúc công nghệ flip-chip

Tổng hợp lại các phương pháp truyền thống, kiến trúc của CSP là phương pháp tiên tiến hơn với mong muốn khắc phục các nhược điểm của công nghệ cũ nhưng đạt được kì vọng kích thước nhỏ. Nó loại bỏ luôn các thành phần truyền thống như đế và dây nối. Cho phép chip được gắn trực tiếp lên PCB và sử dụng công nghệ là Flip-Chip.

1.4.2) Ưu điểm và nhược điểm của CHIP CSP

• Ưu điểm: Kích thước rất nhỏ gọn, mật độ đóng gói cao hơn, thiết kế được các sản phẩm sáng tạo, hiệu quả tản nhiệt vượt trội, độ tin cậy cao, hiệu suất ánh sáng và độ đồng màu sắc tốt hơn COB.
• Nhược điểm: Vẫn là công nghệ mới, chi phí sản xuất cao, phức tạp hơn.

Ứng dụng: Sử dụng chính trong những môi trường cần hiệu suất cao nhưng kích thước nhỏ như đèn pha ô tô, đèn nền màn hình độ phân giải cao…và chiếu sáng trong những kiến trúc cao cấp.

1.5: Các công nghệ khác

Hiện tại có khá nhiều công nghệ khác như oLED, Microled ( dùng cho màn hình tivi ) mà Micro LED đâu đó mới giới thiệu được hơn năm nay và có mặt trên một số sản phẩm tivi cao cấp như Samsung, TCL. Nhà mình cũng đang dùng một con Tivi hiệu TCL sử dụng Micro LED đúng kiểu mang tính chuột bạch luôn, vì nó mới, lần đầu luôn mà. Nhưng được cái xem sướng, nét, và chất lượng quá ok. Còn độ bền thì cần thời gian. Nhưng thuộc lĩnh vực màn hình tivi mình cũng không am hiểu lắm nên cũng không bàn sâu.

Tiếp đến là

1. MCOB (Multiple Chip on Board) thì cái này lúc đầu mình cứ nghĩ là Micro COB nhưng thực ra không phải, nó là Multiple ( nhiều ) Module COB riêng được gắn lên một bo mạch. Thì giải quyết được quá nhiệt khi quy mô công suất cần cao, vầy nên nhiều đèn chiếu sáng ở sân vận động đang sử dụng hệ MCOB này vì khả năng chiếu sáng rộng, và rất sáng, công suất lớn
2. COG( Chip on Glass ) : Kiểu nó gắn một chuỗi LED siêu nhỏ lên đế trong suốt tạo ra một cảm giác như dây tóc bóng đèn > dùng cho lĩnh vực nghệ thuật trang trí tạo cảm giác như bóng cổ xưa ấy.

1.6) Bảng so sánh các loại CHIP LED ở trên,

Bạn có thể tham khảo bảng dưới đây, nó sẽ tổng hợp lại các loại chip LED để bạn so sánh giữa các loại với nhau một cách nhanh chóng hơn.

Tóm tắt: Cuối cùng tóm tắt lại ở bài viết này thì chip LED SMD là công nghệ được sử dụng trong đèn năng lượng mặt trời là chủ yếu bởi giá thành rẻ, độ bền cao, tiết kiệm điện và nó đúng thực sự cực kỳ phù hợp làm đèn năng lượng. Mặc dù không phải là công nghệ mới nhất hiện nay.

2. Ứng dụng CHIP LED trong đèn năng lượng mặt trời.

Trải qua hàng thập kỉ để phát triển, tuy nhiên ở góc độ hiện tại thì CHIP LED SMD vẫn là công nghệ mà hầu hết các hãng sản xuất đèn năng lượng mặt trời, đèn LED dân dụng sử dụng. Một phần lớn vì mức độ ổn định của SMD đã đạt tiệm cận hoàn hảo, chi phí sản xuất đã giảm đáng kể và nâng cấp trong công nghệ sản xuất giúp nó ngày càng hoàn thiện hơn.

Ngày nay, đi đâu, làm gì bạn cũng đều bắt gặp LED SMD sử dụng bởi đây là công nghệ được ứng dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực chiếu sáng dân dụng, nó giá tốt, đa dạng chủng loại sản xuất, dễ mua, dễ sử dụng và bền.

Một ví dụ điển hình là góc chiếu lên đến 120^o của CHIP SMD là một lựa chọn cực kỳ hoàn hảo cho chiếu sáng đèn dân dụng nói chung và đèn năng lượng mặt trời nói riêng. Cung cấp ánh sáng rộng, đều và phù hợp hầu hết từ không gian trong nhà đến ngoài trời. Ngay cả các sân vận động ngoài trừ một số sân có kinh phí lớn thì mới dùng đến MCOB chứ còn lại vẫn dùng nhiều đèn COB khác nhau để chiếu sáng để tiết kiệm.

Dòng CHIP SMD phổ biến sử dụng trong chiếu sáng

Như đã nói, SMD là công nghệ chip, nhưng các nhà sản xuất đã có rất nhiều cải tiến để đưa ra các thế hệ LED SMD phổ biến trên thị trường. Trong đó chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp các mã LED SMD trong bộ đèn năng lượng mặt trời như.

Hình ảnh LED SMD 3030

Mỗi LED 3030 sẽ tạo ra được 160LM (

Hình ảnh ví dụ về CHIP LED 5730

Lợi thế về nhiệt và tản nhiệt của chip SMD

Một ưu điểm khác nữa là chip SMD ở mức độ phù hợp có khả năng tản nhiệt cực tốt, nếu số lượng lớn thì sẽ tạo ra nguồn nhiệt rất lớn nhưng ở số lượng phù hợp là đèn năng lượng thì khả năng tản nhiệt phù hợp, đặc biệt sử dụng luôn vỏ đèn năng lượng mặt trời làm tản nhiệt thì cực bền.

Chuỗi cung ứng SMD đã trưởng thành cũng góp phần làm giảm tổng chi phí hệ thống, một yếu tố quan trọng trong thị trường đèn năng lượng mặt trời cạnh tranh

Kết Luận Cuối Cùng Về CHIP LED, Ứng Dụng Trong Dân Dụng.

Mỗi loại CHIP LED sẽ luôn có ứng dụng riêng của nó. Tuy nhiên, bài viết này mình chỉ muốn tập chung và CHIP LED trong điện dân dụng nói chung và đèn năng lượng mặt trời hiện tại nói riêng sử dụng chủ yếu là CHIP LED SMD bởi những ưu điểm và tính phổ biến của nó. Hi vọng rằng bài viết này sẽ là một kênh thông tin chi tiết hơn về các loại CHIP led để bạn đọc có thể tham khảo. Thực tế CHIP LED xịn hơn, giá thành cao hơn không tốt bằng sử dụng chip LED SMD mà giá thành rẻ hơn, hiệu suất tốt hơn.