Led thanh nhôm là gì, Chất lượng led thanh nhôm phụ thuộc vào các yếu tố nào?

Led thanh nhôm là gì, Chất lượng led thanh nhôm phụ thuộc vào các yếu tố nào?

Trước tiên chúng ta cần làm quen với các khái niệm sơ lược về PCB, PCB nhôm, cấu tạo, đặc điểm và nguyên lý hoạt động của Led thanh nhôm như thế nào..

*Các khái niệm:

 . PCB:  Viết tắt của từ Printed Circuit Board hay thường gọi là mạch in, nơi để hàn và nối các linh kiện điện tử để tạo thanh bo mạch, chất liệu chính của PCB thường là sợi thủy tinh, chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp các bo mạch trong các thiết bị điện tử như các máy cassette, tivi, đầu máy, điện thoại, vi tính.v.v…

 mạch in

 Mạch in

.PCB nhôm:

Với sự phát triển mạnh mẽ của đèn Led, chất liệu sợi thủy tinh của PCB dần được thay thế bởi hợp kim nhôm, nhằm giúp nhiệt lượng của đèn Led tản ra xung quanh khi nó hoạt động, kéo dài tuổi thọ bóng đèn Led. Từ đây, cụm từ “PCB nhôm” được sử dụng rộng rãi trong ngành đèn Led và là một bộ phận quan trọng không thể thiếu trong mỗi bộ đèn Led

PCB nhôm quan sát bằng mắt thường bao gồm 2 bề mặt, 1 bề mặt dùng để hàn nối các chân dẫn(điện) của led, thường được phủ sơn màu trắng hay đen(tùy theo yêu cầu của người dùng), bề mặt còn lại là chất liệu nhôm, thường được phủ 1 lớp kem tản nhiệt, bề mặt được phủ kem tản nhiệt này tiếp xúc với bộ phận tản nhiệt sau cùng của sản phẩm

PCB nhôm là 1 dạng kim loại bảng đồng (có thể được cán,tráng thêm các thành phần nhằm tăng độ cứng hay còn gọi là đồng CCL) có công dụng tản nhiệt rất tốt, PCB nhôm thông thường được cấu tạo bởi 3 thành phần cơ bản:

 .Lớp đồng lá (hay còn gọi là lớp mạch điện)

 .Lớp cách điện

 .Lớp kim loại(chủ yếu là nhôm tản nhiệt)

cấu tạo pcb nhôm 

 Cấu tạo pcb nhôm

nếu là loại tốt có thể thiết kế thành bảng đôi(lớp đôi), bao gồm: lớp mạch điện-lớp cách điện-lớp nhôm-lớp cách điện- lớp mạch điện, loại nhiều lớp ít được sử dụng

 *Led thanh nhôm:

 . Thành phần chính là PCB nhôm, có dạng thanh dài, thể rắn, chủ yếu được ứng dụng vào lĩnh vực  đèn Led nên thường được gọi là Led thanh nhôm

 . Bề mặt led thanh nhôm là nơi các bóng led được gắn trên mạch điện, mạch điện này được thiết kế trên bảng mạch in nhôm (PCB nhôm), các loại bóng led có thể là SMD, có thể là công suất lớn 1w, 3w. Tùy theo nhu cầu sử dụng, tùy theo công suất mà có thể lựa chọn các led thanh nhôm có quy cách khác nhau. Led thanh nhôm được chia thành 2 loại

 . Loại công suất thấp:Led thanh nhôm 5050, led thanh nhôm 5630, led thanh nhôm 5730, led thanh nhôm 7020, led thanh nhôm 3528, led thanh nhôm 2835..

 .Đặc điểm: Trên mạch điện của led thanh nhôm thường sử dụng các bóng led công nghệ SMD cùng với các điện trở hạn dòng, có thể dùng trực tiếp với nguồn áp 12VDC, 24VDC, ngoài ra có thể phối hợp với các thiết bị điều khiển ngoại vi khác như dimmer touch, dimmer remote.v.v..

 

                    led smd 7020                   led-smd-5630                      led-smd-5050

                            Led SMD 7020                                   Led SMD 5630                                  Led SMD 5050

Các tham số cơ bản của led SMD đã có mặt trên thị trường:

. Led smd 5050: Công suất 0.2w, quang thông 20-22lm, 22-24lm, 24-26lm

. Led smd 5630: Công suất 0.5w, quang thông 50-55lm, 55-60lm

.Led smd 3014: Công suất 0.1w, quang thông 11-12lm, 12-13lm

.Led smd 3528: Công suất 0.06w, quang thông 6-7lm, 7-8lm, 8-9lm

.Led smd 2835: Công suất 0.2w, quang thông 20-22lm, 22-24lm, 24-26lm

Ứng dụng:

-       Led thanh nhôm 5050: Chiếu sáng quầy kệ trưng bày, showroom, trần thạch cao giật cấp…

-       Led thanh nhôm 5630: Chiếu sáng quầy kệ nữ trang, vàng bạc đá quý, tủ trưng bày, trang trí nội thất, chiếu sáng hồ thủy sinh, hồ cá các loại, hộp đèn quảng cáo, chữ quảng cáo..

-       Led thanh nhôm 3528,2835,3014: Chủ yếu làm nguồn sáng cho đèn tuýp led

. Loại công suất lớn: led thanh nhôm dùng bóng led 1w, 3w: led thanh nhôm 24w, 18w, 28w, 32w, 36w

led thanh nhôm công suất lớn

Led thanh nhôm công suất lớn

Đặc điểm: Khi hoạt động nhiệt lượng sản sinh rất lớn, dòng điện thường ở 350mA(1w), hoặc 650mA(3w) nên thường được đi kèm với nguồn dòng driver (hay thường gọi là adapter) được thiết kế từ các nhà sản xuất có uy tín, hoặc có thể dùng với nguồn áp 12VDC, hay 24VDC, ngoài ra có thể dùng với các thiết bị điều khiển ngoại vi khác như dimmer touch, dimmer remote

Ứng dụng:

-       Led thanh nhôm 24w, 18w: Chiếu sáng quầy kệ vàng, bạc, đá quý cao cấp, tủ trưng bày, showroom sang trọng, các nơi cần quang thông và độ hoàn màu cao, hồ cá thủy sinh các loại..

-       Led thanh nhôm 32w, 36w: làm nguồn sáng cho các đèn led hắt tường(wall washer lights)

*Nguyên lý hoạt động của led thanh nhôm:

Linh kiện(bóng led) công suất được gắn(hàn)trên lớp mạch điện, khi linh kiện hoạt động, nhiệt lượng sinh ra sẽ thông qua lớp cách điện dẫn ra lớp kim loại(nhôm), sau đó lớp kim loai này sẽ đem nhiệt lượng truyền ra ngoài, hoàn thành quá trình thực hiện tản nhiệt cho linh kiện. So với các loại mạch in làm bằng chất liệu khác, PCB nhôm đủ khả năng làm giảm giá trị nhiệt trở đến mức thấp nhất, giúp cho PCB nhôm có tính năng tản nhiệt cực tốt, ngoài ra led thanh nhôm còn có các ưu điểm sau:

      -       Đáp ứng yêu cầu về tiêu chuẩn RoHs

-       Thích hợp với công nghệ SMT(Surface mount technology)

-       Rất hữu ích trong việc giải quyết vấn đề phân tán nhiệt lượng khi thiết kế mạch điện, từ đây giúp cho các module hạn chế quá tải nhiệt, kéo dài tuổi thọ sử dụng, nâng cao mật độ công suất và độ tin cậy

-       Giúp làm giảm các linh kiện đi kèm như phần tản nhiệt và các phần cứng khác, tiết kiệm không gian, làm giảm được các chi phí về linh kiện

sơ đồ tản nhiệt của led pcb nhôm

Sơ đồ tản nhiệt của Led PCB nhôm

*Cấu tạo led thanh nhôm:

 . Lớp mạch: (Đa phần sử dụng đồng lá đã điện giải)thông qua khắc axit để hình thành nên mạch điện, nơi mà các linh kiện được hàn và nối với nhau, so với mạch in truyền thống FR-4, cùng độ dày, cùng độ rộng mạch thì lớp mạch của led thanh nhôm có khả năng chịu tải dòng điện cao hơn

biểu đồ tương quan khả năng chịu tải dòng điện của mạch in

 Biểu đổ tương quan khả năng chịu tải dòng điện giữa mạch in FR-4 truyền thống và PCB nhôm 

 . Lớp cách điện: được làm từ chất liệu có nhiệt trở thấp, đồng thời có khả năng tản nhiệt và cách điện, độ dày từ 0.003-0.006inch (Anh), đây chính là lớp có kỹ thuật cốt lõi nhất của PCB nhôm, chủ yếu là chức năng bám dính, cách điện và tản nhiệt, lớp cách điện là thành phần công suất gây trở ngại lớn nhất  cho việc tản nhiệt của PCB nhôm, nhiệt lượng ở lớp cách điện có khả năng truyền nhiệt càng tốt thì đối với sự phân tán nhiệt được sinh ra khi các linh kiện vận hành càng có lợi, nghĩa là với việc giảm nhiệt độ khi linh kiện vận hành càng có ích, từ đó giúp nâng cao công suất tải của module, làm giảm thể tích(tiết kiệm không gian), kéo dài tuổi thọ, nâng cao công suất ngõ ra..v.v..

 . Lớp kim loại: lớp kim loại cách điện dùng chất liệu nào thì còn phụ thuộc vào hệ số tản nhiệt của kim loại đó, ngoài ra còn xét tới các điều kiện khác như: khả năng tản nhiệt, cường độ, độ cứng, trọng lượng, dạng bề mặt và chi phí.v.v…

vật liệu nhôm làm led pcb

Vật liệu nhôm (lớp kim loại)

 *Đặc điểm của led thanh nhôm:

 PCB nhôm (PCB tản nhiệt bằng kim loại(bao gồm nhôm, đồng, thép)) là dạng hợp kim có hàm lượng hợp kim thấp của hỗn hợp Al-Mg-Si có độ dẻo cao, có tính tản nhiệt tốt, có tính cách điện và tính cơ học. PCB nhôm có thể chịu áp 4500V, hệ số tản nhiệt bằng 2

 . Sử dụng công nghệ SMT(kỹ thuật gắn linh kiện trên bề mặt)

 . Hiệu quả trong việc giải quyết phân tán nhiệt khi thiết kế mạch điện

 . Lảm giảm nhiệt độ phát sinh của sản phẩm, nâng cao công suất và độ tin cậy, kéo dài tuổi thọ sử dụng sản phẩm

 . Rút ngắn được thể tích sản phẩm, giảm được chi phí linh kiện

 *Vậy làm sao đánh giá chất lượng led thanh nhôm, dựa vào các yếu tố nào để có được led thanh nhôm tốt, đáp ứng được nhu cầu người sử dụng

*Chất lượng của 1 led thanh nhôm phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố sau:

. Thương hiệu chip led như: Chip Cree(Mỹ), chip Epistar(Đài loan), chip Bridgelux(Mỹ), chip Epileds(Đài loan), chip Edison(Đài Loan), Genesis(Đài loan)..v.v..

. Các thông số của chip led như: quang thông, nhiệt độ màu, dòng điện, điện áp phân cực..

. Chip led có được thiết kế phân bố trên thanh nhôm đảm bảo tối ưu tản nhiệt chưa(vi du: led thanh nhôm 28w, 32w, 36w thường không được khuyến khích dùng để chiếu sáng quầy tủ , quầy kệ trưng bày vì mật độ led trên bề mặt thanh nhôm cao, sản sinh nhiệt rất lớn nếu tản nhiệt không được giải quyết tốt dễ nhanh chóng làm suy giảm tuổi thọ led, thậm chí gây cháy nổ)

. Diện tích thanh nhôm, độ dày thanh nhôm được thiết kế có đáp ứng được nhiệt lượng sinh ra khi led hoạt động không..

. Chất liệu nhôm và xử lý bề mặt nhôm có tốt không, bằng ngoại quan có thể dễ dàng phân biệt được nếu ta so sánh bề mặt nhôm tản nhiệt của led thanh nhôm loại tốt và loại kém chất lượng với nhau

. Các lớp (bao gồm 3 lớp: mạch điện, cách điện, kim loại) cần có độ kết dính tốt

. Thông số cần quan tâm nhất của Led thanh nhôm là hệ số tản nhiệt, độ cách điện. hệ số tản nhiệt thường là: 1, 1.2, 1.5, 2.0, 3.0..hệ số càng cao thì tản nhiệt càng tốt và giá thành cũng đắt gấp nhiều lần. Bên cạnh đó bản thân mỗi led thanh nhôm trước khi xuất xưởng cần được qua các thiết bị kiểm tra, trong đó có độ cách điện, nhằm đảm bảo độ rò rỉ điện ở mức thấp nhất khi led hoạt động để bảo vệ mạch điện và an toàn cho người sử dụng

. Trình độ kỹ thuật, tay nghề của người thi công, lắp ráp