Hướng dẫn cho người mới bắt đầu học điện tử

Sơ qua một chút về LED hay còn gọi là Diode phát sáng là một trong những loại linh kiện, phổ biến và được sử dụng rộng dãi trong tất cả các mạch điện tử.

Cấu tạo :

Về cấu tạo của LED gồm 5 bộ phận chính :

– Lăng kính – Ánh sáng đèn LED là ánh sáng hướng. Góc phân bố ánh sáng tiêu chuẩn của đèn LED là 180 độ và ánh sáng phát ra vào khoảng nửa trên của bóng đèn. Đối với một số đèn LED, góc phân bố có thể điều chỉnh được, có chùm hẹp, rộng khách nhau. Góc chiếu sáng có thể được thay đổi bằng lăng kính. Lăng kính Polycarbonate được ưu tiên sử dụng vì chúng ít cản ánh sáng và tương đối dễ sản xuất. Chất lượng bề mặt và hình dáng của lăng kính rất quan trọng để đảm bảo sự lan truyền của ánh sáng và để hạn chế tổn thất trong sản lượng ánh sáng.

– Chip LED – Như chúng ta đã tìm hiểu ở trên, đây là bộ phận phát ra ánh sáng cho đèn.

– Lớp bề mặt (Substrate material)– Thường là một lõi kim loại PCB được sử dụng để gắn đèn LED. Bên cạnh việc cung cấp bề mặt để gắn chip LED, lõi kim loại còn dùng giúp chuyển nó vào bộ tản nhiệt với bề mặt tiếp xúc rộng hơn.

– Lớp tiếp xúc (Interface materials) – Thông thường là keo hoặc dầu mỡ. Phần này được sử dụng để tối đa tiếp xúc khi gắn lớp bề mặt vào bộ phần tản nhiệt giúp tối đa hóa việc truyền tải nhiệt.

– Bộ tản nhiệt – Bộ phận tản nhiệt có 2 loại. Tản nhiệt chủ động, thường là quạt dùng để lưu thông không khí. Tản nhiệt bị động sử dụng vây kim loại để làm tiêu tán nhiệt. Tản nhiệt chủ động thường giải nhiệt tốt hơn, nhưng trong hầu hết các ứng dụng, tản nhiệt bị đồng là đủ để giúp cho bộ đèn có nhiệt độ hoạt động tốt nhất.

Thiết kế mạch LED đơn giản :

LED về bản chất 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) 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 20mA đến 40mA cho độ sáng tốt nếu cung cấp dòng điện vượt quá khoảng này thì LED có thể bị cháy.

Vì vậy ta dùng định luật ohm để xác định giá trị điện trở phù hợp với từng mạch.

V = IR, với I là dòng điện đi vào

Giá trị điện trở dùng mắc nối tiếp với LED:

R = (Điện áp cung cấp - Điện áp LED) / Dòng LED

Ví dụ :

Nguồn sử dụng một pin 10V, tức là điện áp cung cấp = 10V. Đối với đèn LED 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 = (10 - 2,0) / 15 mA = 533 ohms.

HÌnh ảnh một sô loại LED trên thị trường