LỜI MỞ ĐÂU
Thực trạng chiếu sáng ở nước ta hiện nay:
Hiện nay, hầu hết các đô thị, cầu đường, nhà máy xí nghiệp,các điểm công cộng và các
hộ gia đình ở nước ta đều sử dụng hệ thống chiếu sáng thông thường chủ yếu là với các loại
bóng đèn phổ thông như đèn: đèn hơi thủy ngân, đèn hơi natri, đèn tuýp dài, đèn compact
hay đèn sợi đốt Các loại đèn này rất phổ biến, tiện dụng trong sử dụng, thay thế và rất
kinh tế nhưng bên cạnh đó khi sử dụng các loại đèn này gây ra ô nhiễm môi trường, chất
lượng chiếu sáng ( độ sáng ) chưa được tốt và có công suất chiếu sáng cao, tiêu thụ điện
năng rất lớn.
Nhu cầu thực tế:
Với sự phát triển càng ngày càng cao của xã hội, nhu cầu về sự tiện lợi, tiện ích được đặt
lên hàng đầu thì tự động hóa đang được ứng dụng ở hầu hết mọi nơi. Dựa trên cơ sở thực tế
về chiếu sáng ở nước ta hiện nay thì cái chính là tiết kiệm điện năng, tiện dụng trong điều
khiển bật tắt nguồn sáng hay mức độ sáng tối của đèn tùy thời điểm thì “chiếu sáng thông
minh” đang là những lựa chọn hoàn hảo cho sự phát triển và tương lai.
Tại nước ta hiện nay đèn LED vẫn còn khá xa lạ với nhiều người và chưa được ứng dụng
rộng rãi nhưng với nhiều lợi thế vượt trội như: công nghệ chiếu sáng tốt, thân thiện với môi
trường, tiết kiệm điện năng hiệu quả, tuổi thọ lại cao cùng sự đa dạng về mẫu mã, kiểu dáng,
thẩm mỹ.….thì đèn LED đang là một sự thay thế được đưa vào nghiên cứu, phát triển và
ứng dụng trong tương lai không xa.
Tuy nhiên, hiện nay đèn Led vẫn chưa được sử dụng rộng rãi mà chủ yếu dùng cho
ngành quảng cáo và tín hiệu giao thông như: biển quảng cáo, trang trí, chiếu sáng cầu
đường, chỉ dẫn tín hiệu…. Việc sử dụng đèn Led siêu sáng thay thế các đèn truyền thống để
chiếu sáng trong và ngoài nhà, phòng học tại các giảng đường, trường học vẫn còn khá mới
mẻ ở nước ta. Hiện mới chỉ có một vài nơi sử dụng công nghệ này để chiếu sáng…
1
CHƯƠNG 1. LỊCH SỬ ĐÈN CHIẾU SÁNG
1. Sự ra đời của bóng đèn điện.
Sự ra đời của bóng đèn điện vào thế kỷ 19 được coi là một trong những phát minh quan
trọng nhất đưa nhân loại đến cuộc sống phồn vinh. Ngay từ năm 1852, tại cuộc Triển lãm
thế giới ở London, người ta đã trưng bày một loại bình ắc-quy khổng lồ để chạy đèn hồ

nung nấu mơ ước điện khí hóa New York, một dự án mà ông tham dự ngay từ đầu. Đến năm
1882 ông đã cho xây dựng đường cáp ngầm và nhà máy điện lớn đầu tiên với sáu máy phát
điện bằng hơi nước. Ngay trong năm đó đã có 59 khách hàng đầu tiên được cung cấp điện và
chỉ một năm sau con số này tăng lên 513. Đến cuối năm 1886 nhóm doanh nghiệp của
Edison đã có tới 3.000 nhân viên với số vốn là 10 triệu đôla, tập đoàn của Edison là một
2
trong những tập đoàn lớn nhất thế giới thời đó. Ngay từ đầu sáng chế của Edison đã bị áp lực
cạnh tranh rất lớn của đèn thắp bằng khí đốt. Vào thời đó đèn chiếu sáng bằng khí đốt đã có
chỗ đứng khá vững chắc ở các thành phố lớn dù có một số nhược điểm: dễ gây cháy, nổ, đốt
khi cháy tiêu hao một lượng lớn oxy, làm nóng khu vực xung quanh nên các rạp hát dùng
đèn khí đốt thường làm khán giả thấy mệt mỏi, buồn nôn và đau đầu. Thời đó nhà hát kịch ở
Boston là một trong những công trình lớn đầu tiên được Edison trang bị toàn bộ bằng đèn
điện, sau đó một số khách sạn lớn cũng là khách hàng đầu tiên của ông. Ít lâu sau là giới nhà
giầu, tiếp theo là các nhà máy cũng có nhu cầu lắp hệ thống đèn điện. Để thu hút lượng
khách hàng sử dụng đèn điện ngày càng nhiều để cạnh tranh với đèn khí đốt, các doanh
nghiệp điện ở một số thành phố kéo đường dây điện đến từng hộ gia đình và thậm chí cho
dùng miễn phí bóng đèn điện đầu tiên. Ánh sáng điện không những chỉ ở các nhà máy,
trường đại học và ngay cả trên đường phố. Số lượng bóng điện được sản xuất thời đó là
minh chứng cho sự thành công của ngành sản xuất điện chiếu sáng. Sản lượng đèn trang trí
điện của “công ty điện phổ thông (Allgemeine Electricitätsgesellschaft)’’ hồi đó là công ty
sản xuất bóng điện vào loại hàng đầu đã tăng từ 60.000 bóng trong năm 1885 lên trên
300.000 bóng chỉ trong vòng hai năm. Sản xuất, học tập và sinh hoạt vào ban đêm trở nên
tiện lợi hơn và ít tốn kém. Bóng đèn trang trí điện có một chức năng rất quan trọng là trong
quá trình phát triển bóng đèn điện luôn là kẻ đi tiên phong trong sự nghiệp điện khí hóa, tạo
nên một hạ tầng cơ sở mà sau này hạ tầng cơ sở đó đã được tiếp tục phát triển để sử dụng
trong nhiều lĩnh vực khác nhau: Nơi nào có nhà máy điện thì người ta sẽ không chỉ dùng
điện để phục vụ chiếu sáng mà còn dùng điện để chạy các loại máy móc thiết bị điện khác
như ra đời hệ thống xe điện. Chi phí cho giao thông bằng xe điện rẻ chỉ bằng một nửa so
vớisử dụng hệ thống giao thông do ngựa kéo. Sau này người ta còn dùng điện để sưởi ấm,
nấu nướng. Nếu không có điện thì làm sao có được các quầy bán hàng tự động, có hệ thống

thường gặp như: hệ thống chiếu sáng trong phòng, hệ thống chiếu sáng ngoài trời, hệ thống
chiếu sáng cầu thang, hệ thống chiếu sáng trang trí…Những loại đèn thông dụng được sử
dụng trong các hệ thống chiếu sáng:
2. CÁC LOẠI ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG THƯỜNG
2.1.Đèn sợi đốt (GLS)
Hình 2.1 : Bóng đèn sợi đốt
Đèn dợi dốt còn được gọi là đèn dây ốc, đèn tròn Loại đèn này ra đời đã gần 200
năm.Đèn sợi đốt là đèn chủ yếu chiếm tuyệt đại đa số đèn điện trước khi có đèn ống phổ
thông.Sau này, chủ yếu người ta dùng các loại đèn ống trong gia đình và đèn cao áp (hồ
quang cao áp) ngoài trời.Đèn sợi đốt từ sau thế chiến 2 chỉ dùng ở các điểm chấp nhận
4
những tính chất của nó: rẻ, tối, hiệu suất thấp, điện lên xuống chập chờn, ánh sáng không tốt
nhiều màu đỏ, nóng thông thường là những bóng đèn nhỏ như đèn lỗi rẽ nhỏ, toa lét. Một
thứ đèn ống không thauy được sợi đốt là đèn pha, nhưng nay đã bắt đầu thay bằng LED.
Ngày nay ngoài chức năng đèn phụ trong gia đình, thì đèn sợi đốt vẫn có chức năng chính là
pha, ngoài ra các đèn halogen lớn được dùng ngoài công trường vì chúng gọn hơn đèn cao
áp, mặc dù hiệu suất kém hơn nhưng dễ di chuyển ở các công trường tạm và chấp nhận
nguồn điện chậpchờn.
Đèn sợi đốt hiện đại có hai loại:
Đèn gia đình có sợi vonphram (vonfram), được lèn khí trơ loãng.Khí trơ làm đèn điều
hòa nhiệt dây tóc, truyền nhiệt ra ngoài, vì thế nhiệt độ các phần dây tóc được đều, và dây
tóc nóng trắng bớt màu đỏ nhưng không hỏng.
Đèn pha hay đèn các công trường cần độ sáng lớn là dèn halogen, lèn khí halogen như Cl
hay Br. Ở đèn khí halogen, ở gần sợi đốt có hai phản ứng, vonphram bay hơi khỏi sợi tóc ở
những điểm quá nóng như các xoắn gần nhau quá, và chất halogenua vonphram bị phân thác
thành halogen và vonphram kim loại bám vào sợi tóc. Ở xa nguội, thì halogen hóa hợp với
vonphram thành halogenua .Nhờ cơ chế này, mà sợi đốt luôn được dàn hòa.Chỗ nào quá
nóng thì sợi đốt tích nhiều W, to ra, điện trở giảm nên nguội đi.
Nói chung, những loại đèn này dễ chế tạo, nhưng hơn 95% năng lượng điện tiêu thụ là để
tỏa ra nhiệt, phần biến ra ánh sáng nhìn thấy chưa đầy 5 %

trong tương lai.
Hình 2.2 : Bóng đèn Halogen
Ưu điểm: Đèn Halogen là nhỏ, nhẹ chi phí thấp để sản xuất, không sử dụng thủy ngân
như CFL (đèn huỳnh quang) hoặc đèn hơi thủy ngân
nhiệt độ màu tốt hơn so với tiêu chuẩn vonfram (2800-3400 Kelvin), đó là gần gũi hơn với
ánh sáng mặt trời hơn so với nhiều "orangy" vonfram tiêu chuẩn.
cuộc sống dài hơn so với đèn sợi đốt thông thường một, tức vào độ sáng đầy đủ, không có
thời gian khởi động, và nó là dimmable.Nnưng nhược điểm là: Vô cùng. nóng (dễ dàng có
khả năng gây bỏng nặng nếu đèn được chạm vào), đèn là nhạy cảm với các loại dầu còn lại
da người, nếu bạn chạm vào bóng bằng tay của bạn dầu bỏ lại phía sau sẽ nóng lên khi bóng
đèn được kích hoạt, dầu này có thể gây ra sự mất cân bằng và kết quả là vỡ của bóng đèn,
nổ, bóng đèn có khả năng thổi và gửi những mảnh vỡ thủy tinh nóng ra ngoài. Một màn hình
hoặc lớp kính bên ngoài của đèn có thể bảo vệ người dung, không hiệu quả như đèn HID
(đèn Metal Halide và HPS)
Đèn halogen có một sợi vonfram tương tự như bóng đèn sợi đốt tiêu chuẩn, tuy nhiên đèn
nhỏ hơn nhiều cho công suất tương tự, và có chứa một chất khí halogen trong bóng
đèn. Halogen rất quan trọng trong đó là dừng làm đen và làm chậm quá trình loãng của sợi
vonfram. Này kéo dài tuổi thọ của bóng đèn và cho phép vonfram để đạt được nhiệt độ cao
hơn (do đó làm cho nhiều ánh sáng hơn) một cách an toàn. Bóng đèn phải có khả năng đứng
nhiệt độ cao hơn thạch anh nóng chảy nên thường được sử dụng thay vì thủy tinh silica bình
thường.
Một halogen là một yếu tố đơn trị mà dễ dàng tạo ion âm. Có 5 halogen:.Flo, clo, brom, iod,
và astatin Chỉ Iốt và Brôm được sử dụng trong halogen vonfram đèn. Đèn được bật và dây
tóc bắt đầu phát ánh sáng đỏ như nhiều hơn hiện tại đi qua nó. Nhiệt độ nhanh chóng tăng
lên. Halogen đun sôi để một chất khí ở nhiệt độ tương đối thấp: I-ốt (184 C) hoặc Brom (59
6
C).Thông thường các nguyên tử vonfram bốc hơi khỏi dây tóc và tiền đặt cọc bên trong của
bóng đèn, điều này làm đen bóng đèn sợi đốt thông thường. Như các nguyên tử rời khỏi sợi
dây tóc bị mỏng hơn. Cuối cùng phá vỡ dây tóc (thường là ở hai đầu của dây tóc). Trong
một bóng đèn halogen vonfram các nguyên tử vonfram hóa học đoàn kết với các phân tử khí

Hình 2.4 : Bóng đèn compact
Loại đèn compact xuất hiện gần đây đã mở ra một thị trường hoàn toàn mới của nguồn
sáng huỳnh quang. Những chiếc đèn này cho phép thiết kế bộ đèn nhỏ hơn nhiều, có thể
cạnh tranh với loại đèn nóng sáng và đèn hơi thủy ngân trên thị trường đồ chiếu sáng có hình
tròn hoặc vuông. Sản phẩm bán trên thị trường có bộ điều khiển gắn liền (CFG) hoặc điều
khiển tách rời (CFN).
Cấu tạo bên trong của đèn là ống thủy tinh được phủ một lớp bột huỳnh quang loại mới, tốt
hơn loại dùng trong bóng huỳnh quang trước đây, nên phát ra nhiều ánh sáng hơn và phù
hợp với cảm nhận của mắt người. Đèn sử dụng chấn lưu điện tử để khởi động và duy trì phát
sáng ổn định, tạo dòng điện dao động hàng chục ngàn lần trong một giây nên không gây hiện
tượng ánh sáng nhấp nháy, làm mỏi mắt như đèn huỳnh quang thông thường.
Đèn compact phát ra lượng ánh sáng nhiều gấp 5 lần đèn sợi đốt có cùng công suất. Do vậy,
thay thế đèn sợi đốt bằng đèn compact sẽ tiết kiệm được khoảng 80% điện tiêu thụ.
Ngoài đèn compact còn có nhiều loại bóng đèn hiệu suất cao tiết kiệm điện khác như đèn
huỳnh quang loại mới T8, T5, đèn Natri cao áp và áp suất thấp, đèn halôgen cao áp, đèn điôt
quang ánh sáng trắng, đèn Led.
Về bản chất, là đèn huỳnh quang cải tiến, tiết kiệm hơn một chút. Nhưng nhược điểm là
cần điện thế cao, không thích hợp cho việc thay đổi đóng ngắt nhiều lần.Trong đèn
compac có thuỷ ngân, rất độc hại, dễ phân tán vào môi trường gây ô nhiễm đường hô hấp. Ở
các nước tiên tiến có yêu cầu nhà máy làm đèn huỳnh quang, đèn compăc phải thu hồi sản
phẩm đèn hỏng để tái chế, chủ yếu là thu lại thuỷ ngân không để phân tán.
2.5.Đèn hơi Natri
2.5.1. Đèn hơi Natri cao áp
8
Hình 2.5: Bóng đèn hơi Natri cao áp
Là loại đèn phát sáng nhờ hiện tượng phóng điện trong chất khí. Đèn natri cho ánh sáng
màu vàng thích hợp cho chiếu sáng công cộng. Nhưng đèn có cấu tạo phức tạp, giá tiền cao.
Đèn hơi Natri cao áp (HPS) được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng chiếu sáng ngoài
trời và chiếu sáng công nghiệp. Hiệu suất cao là đặc điểm ưu việt hơn của loại đèn này so
với đèn halogen kim loại vì những ứng dụng này không đòi hỏi độ hoàn màu cao. Khác với

cuộc đời dài bóng đèn trong khoảng 24.000 giờ và cường độ cao, ánh sáng trắng rõ ràng đầu
ra.
Đối với những lý do này , chúng được sử dụng cho chiếu sáng khu vực lớn trên cao,
chẳng hạn như trong các nhà máy , nhà kho, và các đấu trường thể thao cũng như cho đèn
đường . Đèn thủy ngân rõ ràng tạo ra ánh sáng trắng với một màu xanh xanh do sự kết hợp
thủy ngân của vạch quang phổ. Đây không phải là tâng bốc đến màu da của con người , vì
vậy đèn như vậy thường không được sử dụng trong các cửa hàng bán lẻ. "Màu sửa chữa "
bóng đèn thủy ngân khắc phục vấn đề này với một phosphor bên trong bóng đèn bên ngoài
phát ra ánh sáng trắng. Họ cung cấp thể hiện màu sắc tốt hơn so với các loại đèn hơi natri
cao hay thấp áp lực hiệu quả hơn.
Họ hoạt động ở áp suất bên trong khoảng một bầu không khí và yêu cầu đồ đạc đặc biệt ,
cũng như chấn lưu điện. Họ cũng đòi hỏi phải có thời gian khởi động của 4-7 phút để đạt
được sản lượng ánh sáng đầy đủ . Đèn hơi thủy ngân đang trở nên lỗi thời do hiệu quả cao
hơn và cân bằng màu sắc tốt hơn của các loại đèn halogen kim loại
10
Đặc điểm:
¢- Hiệu suất – 50 – 60 lumen/Watt (trừ phần L)
¢ -Chỉ số hoàn màu – 3
¢- Màu nhiệt độ – Trung gian
¢ -Tuổi thọ của đèn – 16.000 – 24.000 giờ, duy trì quang thông kém
¢ -Điện cực thứ ba có nghĩa bộ điều khiển đơn giản hơn và rẻ hơn.Một số nước đã
sử dụng MBF cho chiếu sáng đường phố nơi mà loại đèn SOX vàng được xem là không phù
hợp.
¢ -Ống hồ quang chứa 100 mg thủy ngân và khí agon.Vỏ bằng thạch anh
¢ -Không có catốt nung trước, điện cực thứ ba với khe hở ngắn hơn để bắt đầu
phóng điện.
¢ -Bóng đèn bọc photpho bên ngoài. Nó cung cấp ánh sáng đỏ bổ sung sử dụng tia
cực tím để khắc phục xu hướng phóng ánh sáng màu xanh da trời/xanh lá cây
¢ -Vỏ thủy tinh bên ngoài ngăn bức xạ cực tia cực tím.
2.7. Bóng đèn Metal Halide

với các bộ đèn đường tầng cao và tầng thấp và có thể dùng để chiếu sáng tầng cao và hắt từ
trần nhà trong các công sở công nghiệp. Đồng thời có thể dùng chúng trong các gian thể
thao, bể bơi, tập nhịp điệu và để chiếu sáng ngoài trời ngay cả trong các bãi đỗ xe.
Đặc trưng cơ bản:
• P = 50 - 1000 W
• CT = 1700 - 2200 K; CRI = 20 – 65,
• Hiệu suất = 65 - 150 lm/W (thông thường là 110)
• Tuổi thọ trung bình khoảng 10000 - 24000 giờ
12
2.8.2. Bóng Cao áp SON trắng
So với bóng đèn tiêu chuẩn loại đèn này có ánh sáng trắng hơn. Đèn HPS có hiệu suất
thấp hơn đèn HPS tiêu chuẩn nhưng tiêu thụ công suất ít hơn và có đặc trưng màu cải thiện
hơn. Do vậy mà chúng được sử dụng trong các ứng dụng giống như bóng đèn MH kể cả các
cửa hàng bán lẻ tư nhân.
Đặc trưng cơ bản:
• P = 35 - 100 W,
• CT = 2500 K; CRI= 80
• Hiệu suất = 57 - 76 lm/W (thông thường là 65)
• Tuổi thọ trung bình khoảng 15000 giờ
2.9. Đèn Laser
Hình 2.10: Đèn lesr
Một nguồn phát ánh sáng khả kiến nữa đang có tầm quan trọng ngày càng cao trong cuộc
sống hàng ngày của chúng ta, đó là laser. Laser là tên viết tắt từ Light Amplification by the
Stimulated Emission of Radiation (Khuếch đại ánh sáng bằng sự phát bức xạ cưỡng bức).
Một trong những đặc điểm vô song của laser là chúng phát ra chùm ánh sáng liên tục gồm
một bước sóng riêng biệt (hoặc đôi khi là một vài bước sóng), cùng pha, đồng nhất, gọi là
ánh sáng kết hợp. Bước sóng ánh sáng do laser phát ra phụ thuộc vào loại chất cấu tạo nên
laser là tinh thể, diode hay chất khí. Laser được sản xuất đa dạng về hình dạng và kích
thước, từ những chiếc laser diode bé xíu đủ nhỏ để lắp khít vào lỗ kim, cho tới những thiết bị
quân sự và nghiên cứu chiếm đầy cả một tòa nhà.

- Giá trị kinh tế còn hạn chế
14
CHƯƠNG 3. ĐÈN LED
1. SƠ LƯỢC VỀ ĐÈN LED
Những năm đầu của thập niên 1960 bao gồm một "chủng tộc" trong lĩnh vực chất bán
dẫn. Gallium arsenide và germanium là một số các chất bán dẫn đầu tiên sử dụng trước khi
silicon trở thành vật liệu ưa thích trong ngành công nghiệp. Các kỹ sư đã thử nghiệm với p /
n nút . Các thiết bị này đã được phát triển như là điốt kể từ khi họ có thể vượt qua hiện tại
theo một hướng bởi không phải là khác. GE, Bell Labs, Lincoln Labs, phòng thí nghiệm
nghiên cứu RCA, Texas Instruments làm việc để phát triển chất bán dẫn để kiểm soát quyền
lực và công nghệ laser.
Đó là trong cuộc đua này rằng các đèn LED đã được "phát hiện" vào mùa thu năm 1961
của Bob Biard và Gary Pittman. Gary đã làm việc trong lĩnh vực liên quan của các tế bào
năng lượng mặt trời từ năm 1958. Trong những nỗ lực của họ để cố gắng làm cho một tia
laser, họ đã thử nghiệm một diode đường hầm và tìm thấy sự sụt giảm sức đề kháng. Sử
dụng một máy dò hồng ngoại chỉ mang đến từ Nhật Bản họ đã thử nghiệm nó và phát hiện ra
rằng các thiết bị thắp sáng lên rực rỡ! Ngay sau khi những người khác này đã khám phá
trong lĩnh vực này, tuy nhiên TI là người đầu tiên để có được một bằng sáng chế và bán các
LED đầu tiên với $ 130 mỗi. Các SNX-100 là đèn LED đầu tiên được bán (mùa hè
1962). Các đèn LED đầu tiên được sử dụng với các máy tính IBM thay thế bóng đèn dây tóc
mà kiểm soát đầu đọc thẻ đục lỗ (ánh sáng hồng ngoại đã được gửi qua các lỗ, hoặc bị chặn
bởi các thẻ). Ngày nay có vô số các ứng dụng cho các đèn LED.
Và vào khoảng thời gian đó, LED hồng ngoại và LED màu đỏ ra đời. Sau đó là LED màu
vàng và da cam. Những LED này rất nhỏ gọn, chỉ to bằng hạt đỗ xanh. Sau này thì hầu hết
đèn màu chỉ thị, báo hiệu ở máy móc thiết bị đều được thay thế bằng đèn LED màu
Đèn LED là loại đèn mới nhất bổ sung vào danh sách các nguồn sáng sử dụng năng lượng
hiệu quả. Trong khi đèn LED phát ra ánh sáng nhìn thấy được ở dải quang phổ rất hẹp,
chúng có thể tạo ra "ánh sáng trắng”. Điều này được thực hiện nhờ đèn LED xanh có phủ
photpho hay dải màu đỏ-xanh da trời-xanh lá cây. Đèn LED có tuổi thọ từ 40.000 đến
100.000 giờ tùy thuộc vào màu sắc.

1050 4000/5500/650
0
7000
Đèn LED âm
trần
600x600mm
24W 2160 2700 – 7000 >50 000
Đèn huỳnh
quang 1200mm
Đèn 36W,
Ballast 12W
Tổng: 48W
2100 4000/5500/650
0
10 000
Đèn LED âm
trần
1200x600mm
48W 4300 2700 – 7000 >50 000
Đèn huỳnh
quang 1200mm
Đèn 2x36W,
Ballast 2x12W
Tổng : 96W
2x2100 4000/5500/650
0
10 000
Đèn LED tuýp
600mm
12W 1080 2700 – 7000 >50 000

pho) và sự đốt nóng
của dây đốt. Do đó
độ sáng không ổn
định.
Tiêu tốn công suất chỉ bằng 50 đến
75% so với đèn truyền thống để tạo
ra quang năng tương tự. Hay nói
cách khác, mức độ tiết kiệm điện
đến 75% so với đèn truyền thống.
Tiêu tốn công suất
lớn để tạo ra quang
năng mong muốn
Tuổi thọ trung bình 50,000 hours
hay 11 năm (sử dụng 10 giờ/ngày).
Tuổi thọ từ 1.000
đến 20.000 giờ.
Ánh sáng tập trung.
Ánh sáng truyền đi
mọi hướng, không
tập trung.
Sử dụng nguồn điện trực tiếp để
phát sáng mà không cần dùng tăng
phô, chuột kích.
Một số loại đèn phải
dùng tăng phô, chuột
kích để kích họat sự
phát sáng .
17
Bật sáng tức thời.
Cần phải có thời gian

trắng lạnh nhưng có thể so sánh được với đèn huỳnh quang compact.
Chỉ số hoàn màu CRI là chỉ số đo mức độ mà màu sắc của vật thể hiển thị khi được
chiếu sáng bởi một nguồn sáng nào đó, so với màu sắc thực của vật thể (khi được chiếu sáng
bởi đèn sợi đốt hoặc ánh sáng mặt trời). CRI bằng 100 nghĩa là màu sắc hiển thị trung thực
hoàn toàn, do đó, CRI càng cao nghĩa là chất lượng nguồn sáng càng tốt. Các đèn huỳnh
18
quang thường có chỉ số CRI trong khoảng 50-60 là kết quả của việc làm sai lệch màu sắc vật
thể một cách nghiêm trọng, như màu sắc mờ nhạt hoặc trắng bệch của khuôn mặt khi được
chiếu sáng bởi ánh sáng loại này là ví dụ cụ thể. Đèn LED trắng ấm với công nghệ phosphor
hiện nay đã được sản xuất với chỉ số CRI vào khoảng 80, một số ít sản phẩm chất lượng cao
khác đã đật được CRI vượt mức 90.
Công nghệ LED thay đổi từng ngày với hy vọng rằng đèn LED trắng với chất lượng cao
sẽ ngày càng phổ biển trong tương lại gần.
3.2. Đèn LED và đèn compact :
Theo các kết quả nghiên cứu về đèn LED, đèn LED tiết kiệm khoảng 90% so với đèn sợi
đốt và 50% điện năng tiêu thụ so với đèn compact. Đèn LED có thể đạt được điều này do hệ
số công suất của đèn LED đạt 0.97 trong khi các loại đèn truyền thống chỉ đạt 0.1 - 0.5. Bên
cạnh đó, hệ thống tản nhiệt độc đáo của sản phẩm đèn LED còn giúp giảm công suất điều
hòa nhiệt độ. Việc này đồng nghĩa người tiêu dùng tiết kiệm đến 2 lần khi sử dụng đèn
LED thay các loại đèn khác.
Ánh sáng đèn LED có nhiệt độ màu 3000K và 5300K hoàn toàn phù hợp sử dụng đèn
LED cho mọi không gian chứ không riêng cho không gian gia đình. Ngoài ra, đèn
LED không nhấp nháy trong quá trình thắp sáng nên đèn LED không gây hại cho mắt, các
sản phẩm đèn LED còn có biện pháp chống chói tối đa nhằm bảo vệ mắt. Và một điều quan
trọng, sản phẩm đèn LED không chứa các chất độc hại (thủy ngân, chì, Camium) và tia bức
xạ nên đèn LED sẽ an toàn hơn cho người sử dụng, đặc biệt là các em nhỏ.
So với các đèn compact, hiệu quả năng lượng của đèn LED đạt được đến 70%. Bên cạnh
đó, độ suy giảm quang thông của đèn compact rất nhanh, trong khi đó đènLED đảm bảo tuổi
thọ 50.000 giờ theo tiêu chuẩn L70, tức là sau 50.000 thì lượng quang thông còn lại của đèn
LED là 70%. Qua một vài con số đơn giản về đènLED, chúng tôi nghĩ rằng người tiêu dùng

hiệu quảng cáo to nhỏ đủ loại với hàng ngàn hàng vạn bóng đèn mắc phía trong làm nên một
diện mạo rất đặc trưng của đô thị. LED màu đã thực sự chen vào từng ngõ ngách của cuộc
sống. Tuy nhiên, những chiếc đèn LED màu như trên không thể làm nguồn sáng cho các
công trình chiếu sáng công cộng để thay thế cho những bóng đèn truyền thống vì đèn LED
chỉ cho các ánh sáng đơn sắc như đỏ, vàng, xanh lá cây… mà không thể tạo ra được ánh
sáng trắng. Chỉ đến khi LED trắng xuất hiện thì công nghệ LED mới tạo được chỗ đứng
trong nền công nghiệp chiếu sáng. Để có thể chuyển từ màu qua trắng, nghe thì đơn giản
nhưng là cả một quá trình phát triển và nỗ lực không ngừng của công nghệ chiếu sáng.
Hướng quan trọng để tiết kiệm điện chiếu sáng chính là sử dụng những kỹ thuật chiếu
sáng mới, năng lượng điện tiêu thụ ít hơn nhiều nhưng kết quả chiếu sáng không giảm. Đó là
chiếu sáng bằng LED (LED: Light emiting diode – điôt phát sáng) là các điốt có khả năng
phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ
một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n .
Đúng như tên gọi, công nghệ LED là công nghệ chiếu sáng bằng hai điện cực với hỗ trợ
của các loại vật liệu bán dẫn và công nghệ nano.
Hiện nay tại Việt Nam, việc ứng dụng đèn Led trong chiếu sáng kiến trúc đang ngày càng trở
nên phổ biến. Sử dụng đèn LED trong chiếu sáng kiến trúc có nhiều ưu điểm như tiết kiệm
tiền điện, bảo vệ môi trường (do không chứa các chất hóa học như cácloại bóng đèn khác) và
đặc biệt là khả năng thay đổi màu sắc ánh sáng linh hoạt góp phần làm cho kiến trúc công
trình thêm độc đáo.
5.2. Lịch sử phát triển công nghệ LED
20
Hình 3.1: Công nghệ đèn đa sắc LED đã trở thành công nghệ chiếu sáng hàng đầu hiện nay
Công nghệ LED (Light-emitting Diod) lần đầu tiên được nhà khoa học Oleg Losev phát
minh ra ở Nga vào năm 1920. Bóng đèn LED được giới thiệu thương mại hóa lần đầu tiên ở
thường. Ưu điểm của đèn nền LED là cho dải màu rộng hơn, màu sắc trung thực và độ sáng
cao hơn 40% so với đèn nền thông thường.
Về mặt mỹ thuật, màn hình sử dụng công nghệ màn hình LED không cần dùng pannel
kính nên khung viền màn hình được thiết kế mỏng hơn, giúp màn hình trở nên thanh thoát.
Màn hình sử dụng công nghệ LED backlight không những giúp tiết kiệm 30% điện năng

Hình 3.2: Cấu tạo đèn LED
Một bộ đèn LED thông thường bao gồm các bộ phận chính là: phần tử phát sáng LED, bộ
nguồn, mạch in tỏa nhiệt, vỏ.
• Phần tử phát sáng LED:
LED (Light-emitting diode – Đi-ốt bức xạ ánh sáng) : Bản chất của LED là một đi-ốt, nó
chứa một chíp bán dẫn có pha các tạp chất để tạo ra một tiếp giáp P-N, kênh P chứa lỗ trống,
kênh N chứa điện tử, dòng điện truyền từ A-nốt ( kênh P) đến K-tốt (kênh N), khi điện tử
lấp đầy chỗ trống nó sinh ra bức xạ ánh sáng, các bước sóng phát ra có màu khác nhau tùy
thuộc vào tạp chất trong chíp bán dẫn. LED phân thành ba loại chính theo dải công suất: cỡ
nhỏ, cỡ trung bình, cỡ lớn :
- LED cỡ nhỏ tiêu thụ dòng điện từ 2 mA đến 20 mA điện áp đặt trên chíp từ 1.5V đến 3V,
chúng được thiết kế đơn chiếc phục vụ cho mục đích hiển thị trạng thái của máy, chiếu sáng
cục bộ.
- Đèn LED cỡ trung: được thiết kế có chân cắm để hàn vào mạch in hoặc thành chíp 4 chân
để giúp tản nhiệt tốt, chúng được ghép thành bảng mạch với nhiều LED nối tiếp hoặc song
song. Loại đèn LED này thường sử dụng làm các biển báo, đèn chiếu hậu ô-tô, đèn chiếu
sáng khẩn cấp, chúng tiêu thụ dòng điện cỡ 100 mA.
- LED công suất lớn hay HPLED tiêu thụ dòng điện vài trăm mA đến vài Ampe, do tiêu thụ
dòng điện lớn nên loại này nhất thiết phải gắn với một bộ tỏa nhiệt tốt, nếu không HPLED sẽ
hỏng sau vài giây. Hiệu suất của HPLED rất cao có thể lên tới 105 lm/W. Ứng dụng của
HPLED là để thay loại đèn chiếu sáng trong nhà, ngoài trời.
Bản thân công nghệ LED cho phép nó phát sáng đến 100.000 h nhưng có các yếu tố ảnh
hưởng đến tuổi thọ bộ đèn như:
• Mạch in của bộ đèn :
22
Chất lượng mạch in, chất lượng mối hàn giữa LED với mạch in ảnh hưởng đến lớn đến độ
bền của đèn, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới như Việt nam, nếu chất lượng của mạch in và
mối hàn không tốt dễ gây oxi-hóa đứt mạch in, không tiếp xúc làm cho đèn không thể phát
sáng sau một thời gian sử dụng. Trong thực tế người ta có thể sử dụng mạch in thường, hoặc
bằng nhôm, gốm cho phép tản nhiệt nhanh cho loại LED công suất trung bình và lớn. Loại

LED trắng là sự kết hợp của đèn LED đỏ, xanh lá và xanh biển. Cách thứ hai để tạo ra đèn
LED trắng là phủ một lớp phosphor vàng vào đèn LED xanh biển.
Tất cả công đoạn sản xuất LED đều thuộc lĩnh vực công nghệ cao vì phải xử lý chính xác
các đơn vị có kích thước nano và phải chế tạo các màng bán dẫn thật mỏng trong môi trường
thật sạch để đảm bảo tính năng và tuổi thọ của tim đèn. Phản ứng tạo thành vật liệu bán dẫn
phát sáng phải được thực hiện trong chân không, thực hiện trong phòng sạch, sạch hơn cả
23
phòng bào chế y dược. Chính công đoạn này đã đẩy giá LED lên cao, đây cũng chính là yếu
điểm của LED vì chưa thể cạnh tranh về giá với các công nghệ chiếu sáng truyền thống.
5.3.2. Nguyên lý hoạt động của LED
Nguyên tắc phát sáng của đèn LED:
Màu sắc của đèn LED hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử
chất bán dẫn. Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng
phát ra khác nhau, từ đó sinh ra màu sắc khác nhau. Hiện nay, đèn LED tạo ra được rất nhiều
màu, kể cả ánh trắng, hồng ngoại, tử ngoại.
- LED dựa trên công nghệ bán dẫn. Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn.
Khối bán dẫn loại p chứa nhiều loại lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với
khối bán dẫn n (Chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyển động
khuyếch tán sang khối n. Cùng lúc khối p lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối n
chuyển sang. Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử) trong khi
khối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống). Ở biên giới hai bên mặt tiếp
giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hường
kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử trung hòa. Quá trình này có thể giải phóng năng
lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó).
- Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát khác nhau
(tức màu sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng lượng (và màu sắc của LED) hoàn toàn phụ
thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn.
Hình 3.3: Sự chuyển dời của hạt điện và lỗ qua mỗi nối PN và hình dạng của LED
5.3.3. Phân loại LED
- Người ta thường phân loại led theo mức cường độ ánh sáng của led và theo đó thì led có 3

so với các công nghệ chiếu sáng khác vốn thường gặp rất nhiều hạn chế lien quan đến giới
hạn kích thước và nhiệt lượng tỏa ra.
+Thiết kế nhỏ gọn, đặc biệt không sinh nhiệt ra môi trường xung quanh như các loại đèn
khác , ánh sáng đèn led không gây chói sáng, mỏi mắt , không phát ra tia cực tím.
• Hiệu quả của đèn LED :
+Hiện tượng phát quang điện tử được quan sát thấy lần đầu tiên trên những mảnh Silicon
Carbide (SiC) vào năm 1907 bởi nhà khoa học Henry Joseph Round. Khi ông cho dòng điện
một chiều đi qua mảnh SiC thì nhận thấy từ mảnh SiC phát ra ánh sáng màu vàng, tuy nhiên
do cường độ sáng quá yếu nên hiện tượng này chẳng làm cho giới khoa học và công nghệ
chú ý vì không có khả năng áp dụng vào thực tế. Liên tiếp nhiều năm sau đó các nhà khoa
học trên thế giới đã tập trung vào hiện tượng nghiên cứu điện tử và tìm cách ứng dụng vào
thực tiễn. Tuy nhiên do những hạn chế về kỹ thuật và công nghệ vật liệu nên mãi đến đầu
những năm 1960 các nhà khoa học Anh mới chế tạo thành công Diode phát quang (Led) đầu
tiên hoạt động trong môi trường Nitơ lỏng và phải vài năm sau đó thì những Led hoạt động
trong điều kiện bình thường mới ra đời. Cuối những năm 1960, lần đầu tiên, Led phát ra ánh
sáng màu đỏ được sản xuất ở quy mô công nghiệp và được ứng dụng làm đèn tín hiệu trong
các panel điều khiển. LED (Light emitting diode) không còn là sản phẩm dùng riêng cho
Panel điều khiển mà chúng đã trở thành công cụ căn bản cho các nhà thiết kế nội thất và các
25