Thông số kỹ thuật của đèn LED và ý nghĩa chi tiết

Bộ đèn LED là sự kết hợp của nhiều bộ phận như cơ, nhiệt, điện và quang. Mỗi phần đều có vai trò riêng, góp phần tạo nên một chiếc đèn chiếu sáng hiệu quả và bền bỉ. Khi chọn mua đèn, việc hiểu đúng thông số kỹ thuật của đèn LED sẽ giúp bạn đánh giá chính xác chất lượng sản phẩm.

Chẳng hạn, nếu bạn cần đèn tiết kiệm điện, hoạt động ổn định ngay cả trong những giờ cao điểm, hay đèn bền bỉ trong môi trường có nhiều bụi, ẩm và va đập, thì mỗi loại đèn lại có những thông số riêng cần chú ý.

Trong bài viết này, tôi sẽ giúp bạn phân loại các thông số kỹ thuật của đèn LED thành ba nhóm chính – quang học, điện và độ bền – kèm phần giải thích ngắn gọn, dễ hiểu để bạn dễ dàng nắm bắt và chọn đúng sản phẩm phù hợp.

Nhóm 1: Sáu thông số kỹ thuật của đèn LED mô tả chức năng quang học

Chức năng quang học là phần quan trọng nhất trong một bộ đèn LED, quyết định ánh sáng có đạt hiệu quả chiếu sáng cao, dễ chịu cho mắt và trung thực về màu sắc hay không. Nhóm thông số kỹ thuật của đèn LED này thể hiện hiệu suất phát sáng, cách ánh sáng được phân bổ và khả năng tái tạo màu sắc của vật thể dưới ánh sáng đèn.

Các thông số kỹ thuật mô tả chức năng quang học của đèn LED gồm:

Quang thông – Thông số kỹ thuật của đèn LED thể hiện độ sáng

Quang thông là tổng lượng ánh sáng mà một nguồn sáng phát ra trong 1 giây, được tính bằng lumen (lm). Hiểu đơn giản, quang thông càng cao thì đèn càng sáng.

Nếu có hai bộ đèn cùng công suất, bạn nên chọn đèn LED có thông số quang thông lớn hơn để đạt hiệu quả chiếu sáng cao hơn.

Hình 1: Quang thông khác nhau giữa đèn phát sáng vô hướng (a) và định hướng (b)

Hiệu suất phát sáng – Thông số kỹ thuật của đèn LED đánh giá hiệu quả chiếu sáng

Hiệu suất phát sáng của đèn LED là tỷ số giữa quang thông và công suất tiêu thụ. Đơn vị: lumen/watt (lm/W).

• Quang thông (lumen): càng cao thì đèn càng sáng.
• Công suất tiêu thụ (watt): càng thấp thì đèn càng ít tốn điện.

Nói cách khác, hiệu suất phát sáng càng cao thì đèn càng sáng và càng tiết kiệm điện. Đây được xem là thông số kỹ thuật của đèn LED quan trọng nhất mà bạn nên ưu tiên khi chọn mua.

Hình 2: Minh họa hiệu suất phát sáng của đèn LED và các loại đèn khác

Nhiệt độ màu – Thông số kỹ thuật của đèn LED quyết định màu ánh sáng

Nhiệt độ màu cho biết gam màu của ánh sáng phát ra từ đèn, được tính bằng Kelvin (K). Khái niệm này bắt nguồn từ định luật bức xạ của Planck. Bạn có thể hình dung rất đơn giản: khi nung nóng một thanh sắt, nó sẽ bắt đầu phát sáng đỏ, rồi dần chuyển sang cam, vàng và cuối cùng là trắng xanh khi nhiệt độ tăng cao. Màu sắc ánh sáng đó phản ánh nhiệt độ của thanh sắt tại thời điểm quan sát. Dựa trên nguyên lý này, con người đã xây dựng thang đo để phân biệt những màu ánh sáng gần giống nhau – gọi là nhiệt độ màu ánh sáng.

Hình 3: Giới thiệu nhiệt độ màu của các nguồn sáng: (a) đèn cầy, (b) đèn sợi đốt, (c) ánh sáng mặt trời giữa trưa nắng.

Chỉ số hoàn màu (CRI) – Thông số kỹ thuật của đèn LED phản ánh độ trung thực màu sắc

Chỉ số hoàn màu CRI (Color Rendering Index), hay còn gọi là chỉ số Ra, là thước đo khả năng tái hiện màu sắc của vật thể dưới nguồn sáng nhân tạo so với ánh sáng tự nhiên.

Nói cách khác, CRI cho bạn biết màu sắc vật thể trông có trung thực, gần giống với ánh sáng tự nhiên hay không. CRI càng cao, màu sắc vật thể càng tự nhiên, rõ nét.

Với những nơi cần chất lượng ánh sáng tốt như cửa hàng, showroom hay khu trưng bày sản phẩm, chỉ số hoàn màu là thông số kỹ thuật của đèn LED cần được ưu tiên hàng đầu. Tuy nhiên, bạn cũng nên lưu ý rằng CRI càng cao thì hiệu suất phát sáng của đèn sẽ giảm nhẹ.

Hình 4: Chiếu sáng vật thể bằng các nguồn sáng có chỉ số hoàn màu CRI khác nhau

Góc mở (Beam angle) – Thông số kỹ thuật của đèn LED cho biết vùng sáng

Beam angle là góc tạo bởi tâm nguồn sáng với hai đường thẳng có cường độ sáng bằng 50% cường độ sáng tối đa của đèn. Nói đơn giản hơn, đó chính là góc mở của chùm sáng phát ra từ đèn LED.

Thông thường, vùng sáng mạnh nhất nằm ngay dưới tâm đèn, sau đó ánh sáng giảm dần ra xung quanh.

Bạn có thể dựa vào beam angle và quang thông để ước lượng nhanh độ cao treo đèn hợp lý cho từng ứng dụng.

Hình 5: Mô tả beam angle của đèn LED

Đường phối quang – Thông số kỹ thuật của đèn LED về phân bố ánh sáng

Đường phối quang cho biết ánh sáng của đèn LED được phân bố như thế nào trong không gian.

Cách hình dung rất đơn giản: từ tâm của bộ đèn, người ta vẽ ra các vector có độ dài tương ứng với cường độ sáng theo từng hướng. Khi nối các điểm đầu của những vector này lại, ta sẽ được một đường bao – đó chính là đường phối quang của đèn LED.

Biểu đồ này thể hiện phân bố quang thông của nguồn sáng, hay nói cách khác là cho biết ánh sáng được tập trung hay tỏa rộng ra sao. Nhờ quan sát đường phối quang, tôi có thể biết ngay loại đèn đó phù hợp cho ứng dụng nào:

• Phân bố hẹp: dùng cho đèn đường, đèn pha chiếu xa.
• Phân bố rộng: dùng cho đèn nhà xưởng, khu vực cần chiếu sáng đều.

Hình 6: Đường phối quang đèn đường LED

|| Bạn hãy đọc thêm bài: Cường độ sáng của đèn LED và ứng dụng

Nhóm 2: Ba thông số kỹ thuật của đèn LED mô tả đặc tính điện

Đặc tính điện của đèn LED được quy định bởi LED driver – bộ phận điều khiển điện áp và dòng điện cấp cho chip LED.

Những thông số kỹ thuật của đèn LED trong nhóm này giúp chúng ta đánh giá mức độ tiết kiệm điện, độ ổn định và độ bền của đèn khi hoạt động trong các môi trường và hệ thống điện khác nhau.

Các thông số kỹ thuật mô tả đặc tính điện của đèn LED gồm có:

Dải điện áp hoạt động – Thông số kỹ thuật của đèn LED về khả năng thích ứng nguồn điện

Hệ thống điện dân dụng tại Việt Nam có điện áp định mức 220V, nhưng thực tế điện áp thường dao động do tải thay đổi – đặc biệt vào giờ cao điểm hoặc khi các thiết bị công suất lớn khởi động.

Dải điện áp hoạt động chính là khoảng điện áp mà trong đó đèn LED vẫn hoạt động bình thường. Nếu điện áp nằm ngoài dải này, đèn có thể chập chờn, giảm sáng hoặc tắt hẳn.

Ví dụ: Một bộ đèn LED công nghiệp có dải điện áp 220V – 240V. Khi điện áp giảm xuống dưới 200V vào giờ cao điểm, hệ thống đèn sẽ tạm ngưng hoạt động.

Công suất tiêu thụ – Thông số kỹ thuật của đèn LED cho biết lượng điện năng sử dụng

Công suất tiêu thụ là lượng điện năng mà đèn tiêu hao khi hoạt động, được tính bằng watt (W).

Thông số này dùng để:

• Tính tải tiêu thụ điện của toàn bộ hệ thống chiếu sáng.
• Xác định tiết diện dây dẫn phù hợp để cấp điện cho đèn.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng độ sáng của đèn LED không phụ thuộc hoàn toàn vào công suất tiêu thụ, mà còn phụ thuộc vào hiệu suất phát sáng và chất lượng chip LED. Một đèn có công suất thấp nhưng hiệu suất cao vẫn có thể sáng hơn đèn công suất cao nhưng chất lượng kém.

Hệ số công suất (PF) – Thông số kỹ thuật của đèn LED phản ánh hiệu quả sử dụng điện

Hệ số công suất (Power Factor – PF) là tỷ lệ giữa công suất thực tế mà đèn sử dụng để phát sáng và công suất toàn phần mà nguồn điện cung cấp, thể hiện mức độ sử dụng hiệu quả nguồn điện của đèn.

PF = cosφ (0 ≤ cosφ ≤ 1), trong đó φ là góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện.

Hệ số công suất càng cao (gần 1) thì đèn sử dụng điện hiệu quả hơn, giảm tổn hao năng lượng và tỏa ít nhiệt hơn khi hoạt động.

Với các khu vực có nhiều thiết bị điện như nhà máy, xưởng sản xuất, bạn nên ưu tiên chọn đèn LED có hệ số công suất từ 0,9 trở lên để đảm bảo tiết kiệm điện và vận hành ổn định.

Nhóm 3: Bốn thông số kỹ thuật của đèn LED đánh giá độ bền

Bên cạnh chất lượng linh kiện và vật tư cấu thành, độ bền của bộ đèn LED còn phụ thuộc nhiều vào thiết kế cơ học và khả năng tản nhiệt. Dưới đây là 4 thông số kỹ thuật của đèn LED thường được dùng để đánh giá độ bền và độ ổn định của sản phẩm trong quá trình sử dụng.

Nhiệt độ hoạt động – Thông số kỹ thuật của đèn LED về khả năng thích ứng môi trường

Phần lớn đèn LED hoạt động ổn định trong khoảng nhiệt độ từ -20℃ đến +50℃. Tuy nhiên, dải nhiệt độ này có thể thay đổi tùy thuộc vào loại chip LED, vật liệu tản nhiệt và cấu trúc đèn.

Khi chọn đèn cho những khu vực có nhiệt độ cao hoặc môi trường khắc nghiệt, bạn nên xem kỹ thông số kỹ thuật của đèn LED để đảm bảo đèn vẫn hoạt động tốt, không giảm sáng hay hư hỏng sớm.

Thời gian hoạt động (Tuổi thọ) – Thông số kỹ thuật của đèn LED cho biết độ bền ánh sáng

Không giống các linh kiện điện tử thông thường, chip LED hiếm khi hư hỏng ngay lập tức. Thay vào đó, quang thông – tức là lượng ánh sáng phát ra từ đèn LED – sẽ giảm dần theo thời gian sử dụng.

Tiêu chuẩn phổ biến để đánh giá tuổi thọ đèn LED là L70 – tức là thời gian mà quang thông của đèn giảm xuống còn 70% so với mức ban đầu. Điều này chỉ chính xác khi đèn hoạt động trong điều kiện lý tưởng: Nguồn điện ổn định, nhiệt độ môi trường thích hợp, không có ẩm, rung hay va đập cơ học.

Hình 7: Đồ thị suy giảm quang thông theo thời gian của các loại đèn

Cấp bảo vệ IP – Thông số kỹ thuật của đèn LED thể hiện khả năng chống bụi và chống nước

Cấp bảo vệ IP được quy định theo tiêu chuẩn IEC 60529, gồm hai chữ số trong ký hiệu IPxy:

• x: thể hiện khả năng chống bụi.
• y: thể hiện khả năng chống nước.

Ví dụ: Với các đèn dùng ngoài trời hoặc trong nhà xưởng nhiều bụi, ẩm, bạn nên chọn đèn LED có cấp bảo vệ từ IP65 đến IP68 để đảm bảo độ bền và an toàn khi sử dụng.

Chỉ số IK – Thông số kỹ thuật của đèn LED phản ánh khả năng chịu va đập

Chỉ số IK được dùng để đánh giá mức độ chịu tác động cơ học bên ngoài lên vỏ đèn LED. Chỉ số này được ký hiệu từ IK00 đến IK10, trong đó giá trị càng cao thì khả năng chống va đập càng tốt.

Ở những nơi có nhiều rung động hoặc va chạm như nhà thi đấu, nhà xưởng, khu sản xuất, bạn nên chọn đèn có chỉ số IK từ IK08 – IK10 để đảm bảo an toàn.

Đến đây, chắc hẳn bạn đã nắm được ý nghĩa của từng thông số kỹ thuật của đèn LED. Khi hiểu rõ những con số này, việc chọn đèn LED phù hợp, tiết kiệm và bền lâu sẽ trở nên dễ dàng hơn nhiều. Để tìm hiểu sâu hơn, bạn có thể xem thêm các bài viết chi tiết trong từng phần. Chúc bạn chọn được bộ đèn vừa ý và sử dụng thật hiệu quả!

Nếu bạn còn băn khoăn về thông số kỹ thuật của đèn LED hay bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến chiếu sáng, đừng ngần ngại để lại bình luận hoặc gửi lời nhắn. Tôi luôn sẵn sàng giải đáp để bạn có thêm thông tin hữu ích.

Danh mục: Cơ bản về chiếu sáng