nghien cuu khoa hoc DEN LED

ĐỀ XUẤT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG
1. Tên đề tài: Nghiên cứu về đèn LED
2. Lĩnh vực nghiên cứu
Tự nhiên



Kỹ thuật



Môi trường

Kinh tế



Nông lâm



ATLĐ



Y dược



Sở hữu trí tuệ




XH – NV
Giáo dục



3. Tính cấp thiết
Với việc sử dụng bóng đèn LED nhờ sự gọn nhẹ dễ tạo hình theo ta mong
muốn cùng với nhiều màu sắc đa dạng, sự chiếu sáng tốt thành phố của chúng ta
sẽ trở nên đẹp hơn, sống động hơn khi về đêm. Không những vậy sử dụng đèn
LED sẽ giúp ta tiết kiệm được một nguồn năng lượng đáng kể, tuổi thọ của đèn
LED cũng cao hơn hẳn các bóng đèn khác giúp ta tiết kiệm nguồn kinh phí
khơng nhỏ.
4. Mục tiêu
Sử dụng đèn LED ngày càng rộng rãi, phát huy những ưu điểm nổi trội
của đèn đồng thời hạn chế những nhược điểm của nó.
5. Nội dung chính
Nghiên cứu đèn LED thời gian ra đời, lịch sử phát triển của nó.
Biết được các ưu điểm vượt trội và những mặt hạn chế của LED
6. Sản phẩm và kết quả dự kiến
6.1. Sản phẩm khoa học
- Số bài báo khoa học đăng trên tạp chí nước ngồi
- Số bài báo khoa học đăng trên tạp chí trong nước
- Số lượng sách xuất bản
6.2. Sản phẩm đào tạo
- Số lượng tiến sĩ, số lượng thạc sĩ,

1

6.3. Sản phẩm ứng dụng
Sản phẩm dự kiến: Tạo ra bóng đèn LED có độ chiếu sáng tốt hơn nữa,
màu sắc đa dạng, tiết kiệm điện năng hơn, kinh phí sử dụng ít hơn để đèn LED
có thể được sử dụng phổ biến hơn, thành phố sẽ lung linh hơn khi về đêm.
6.4. Các sản phẩm khác
7. Hiệu quả dự kiến
Trong thời gian nghiên cứu có thể phát huy được những ưu điểm nổi trội
của đèn LED đồng thời khắc phục những mặt hạn chế của nó, tạo ra bóng đèn
LED có nhiều màu sắc đa dạng.
8. Nhu cầu kinh phí dự kiến: 20 triệu đồng.
9. Thời gian nghiên cứu dự kiến: 36 tháng
Ngày 01 tháng 01 năm 2016
ĐƠN VỊ, CÁ NHÂN ĐỀ XUẤT

Lê Thành Vinh

2


ĐỀ CƯƠNG ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI CẤP TRƯỜNG
1. Tên đề tài: Nghiên cứu về đèn LED
2. Lĩnh vực nghiên cứu: Kỹ thuật
3. Loại hình nghiên cứu: Cơ bản
4. Thời gian thực hiện: Từ 15/01/2016 đến 15/12/2018
5. Họ và tên chủ nhiệm đề tài: Lê Thành Vinh
Học vị, chức danh, chức vụ: Kỹ sư
Địa chỉ: 56K1 – KTĐK&TĐH
6. Danh sách những người tham gia đề tài

Họ và tên
Lê Thành Vinh

Đơn vị công tác
56 K1 – KTĐK&TĐH

Nhiệm vụ được giao trong đề tài
Nghiên cứu đèn LED

7. Đơn vị phối hợp chính (Nếu có)
Tên đơn vị
Trường Đại học Vinh

Nội dung phối hợp
Nghiên cứu đèn LED

Họ và tên người đại diện

8. Các kết quả nghiên cứu và sản phẩm trong, ngoài nước liên quan
trực tiếp đến đề tài (Tổng quan một số vấn đề liên quan, nêu một số kết quả,
bài báo, tài liệu về nghiên cứu triển khai trong 5 năm gần đây)
9. Tính cấp thiết của đề tài:
Với việc sử dụng bóng đèn LED nhờ sự gọn nhẹ dễ tạo hình theo ta mong
muốn cùng với nhiều màu sắc đa dạng, sự chiếu sáng tốt thành phố của chúng ta
sẽ trở nên đẹp hơn, sống động hơn khi về đêm. Không những vậy sử dụng đèn
LED sẽ giúp ta tiết kiệm được một nguồn năng lượng đáng kể, tuổi thọ của đèn
LED cũng cao hơn hẳn các bóng đèn khác giúp ta tiết kiệm nguồn kinh phí
khơng nhỏ.

10. Mục tiêu của đề tài và nội dung chính

3


Sử dụng đèn LED ngày càng rộng rãi, phát huy những ưu điểm nổi trội
của đèn đồng thời hạn chế những nhược điểm của nó.
LED (viết tắt của từ Light Emitting Diode) là các điot có khả năng phát ra
ánh sáng hay tia hồng ngoại. Giống như điot LED được cấu tạo từ một khối bán
dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N tương tự như bóng đèn trịn bình
thường nhưng khơng có dây tóc ở giữa, đèn LED tạo ra nhiều ánh sáng hơn, tỏa
nhiệt ít hơn so với các thiết bị chiếu sáng khác.
Cách đây nhiều năm, đèn LED quả là không tưởng cho tới khi khoa học
cơng nghệ xuất hiện. Nó đã giải quyết khó khăn cịn vướng mắc. Kể từ đó, đèn
LED đã tạo nên cuộc cách mạng nhanh chóng, chúng hiện đang được lắp đặt
trong rất nhiều thiết bị, bao gồm cả hệ thống chiếu sáng của bể bơi, đèn đọc…
Đèn LED đã có mặt từ những thập niên 60 nhưng mà hầu hết chỉ dùng để
hiển thị thời gian của đồng hồ báo thức hay dung lượng pin của máy ghi hình.
Một thời gian dài, đèn LED đã khơng được dùng làm nguồn sáng bởi vì chúng
chỉ cho ánh sáng đỏ, xanh lá cây và vàng mà không cho ánh sáng trắng. Đến
năm 1993, cơng ty hóa chất Nichia của Nhật Bản đã cho ra đời loại đèn LED
xanh dương, là sự kết hợp giữa ánh sáng đỏ và xanh lá cây để từ đó cho ra ánh
sáng trắng. Sự kiện này đã mở ra một lĩnh vực mới về công nghệ LED. Công
nghệ LED đang đi vào cuộc sống từng ngày của người tiêu dùng thơng qua
nhiều hình thức sản phẩm đa chủng loại như đèn chiếu sáng sử dụng các LED
phát ánh sáng trắng, LED cũng được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các
thiết bị điện, điện tử, đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thơng. Các LED phát ra
tia hồng ngoại được dùng trong các thiết bị điều khiển từ xa cho đồ điện tử dân
dụng. Đèn LED trắng nói ra và đèn LED nói chung có nhiều ứng dụng rộng rãi
mà đèn huỳnh quang khơng làm được như đèn xe, đèn đường, đèn hầm mỏ, đèn
chiếu hậu cho màn hình tinh thể lỏng (LCD), in ấn kỹ thuật số… Đèn LED dựa

trên công nghệ bán dẫn, ngày càng tăng về độ chiếu sáng, hiệu suất và tuổi thọ.

4


Những tính chất riêng đã có quy định đặc thù của công nghệ đèn LED và
tạo nên những ưu điểm khiến LED đánh bại bất cứ công nghệ chiếu sáng nào đã
từng tồn tại.
Tiêu thụ điện năng thấp so với ánh sáng thông thường, tiết kiệm mức thấp
nhất, hiệu suất chiếu sáng cao, hơn nữa tiết kiệm khoảng 75% điện so với đèn
chiếu sáng thông thường. Một đặc điểm khác của đèn LED là ít tiêu hao năng
lượng và khơng nóng. Bóng đèn truyền thơng, đèn neon, đèn halogen… đều cần
từ 110 – 220V mới cháy được trong khi LED trắng chỉ cần 3 – 24V để phát
sáng. Do ít tiêu hao năng lượng nên đèn LED có thể sử dụng ở vùng sâu, vùng
xa mà không cần nhà máy phát điện công suất cao.
Thân thiện với môi trường: Không tia cực tím, khơng bức xạ tia hồng
ngoại, phát nhiệt của ánh sáng thấp, không chứa chất thủy ngân và chất có hại
… khơng gây ơ nhiễm mơi trường, giảm thiểu tối đa việc sử dụng chì cho các
múi hàn thì người dùng cũng sẽ an tâm hơn hẳn khi giảm được một phần tác hại
không mong muốn của các vật dụng ln theo sát bên mình trong khi làm việc
hay giải trí.
Mức độ làm việc thấp: Nhiệt độ làm việc của bóng đèn LED cao hơn
nhiệt độ mơi trường khoảng 5 – 80C, thấp hơn hẳn so với đèn huỳnh quang
thông thường là 13 – 250C.
Tuổi thọ cao: hiện tại đèn LED trắng có tuổi thọ tới 50000 giờ sử dụng
(tương đương 6 năm thắp sáng liên tục), gấp 50 lần so với đèn 60W.
Đèn LED rất hấp dẫn bởi nó có thể sử dụng lắp đặt ở những nơi khó thay
lắp chẳng hạn như bên ngồi tịa nhà, bể bơi, … với nhiều màu sắc phong phú:
đỏ, xanh lá, xanh da trời, màu hổ phách … thay vì phải sử dụng bóng đèn thơng
thường.

Đèn LED thay thế đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang bởi những ưu điểm:
tiết kiệm năng lượng, tuổi thọ cao, kích cỡ nhỏ, nhiệt năng sinh ra trong q
trình hoạt động khơng đáng kể, hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp,
không sử dụng thủy ngân giống bóng đèn huỳnh quang thơng thường.
5


Ánh sáng phát của đèn LED có màu sắc phụ thuộc vào chất liệu làm ra
nó. Ví dụ như: đèn LED màu đỏ được làm từ các thành phần hóa học như nhôm,
gali, a-xer. Đèn LED màu trắng được tạo ra bằng cách bao phủ một lớp
Photphoro màu vàng bên ngoài đèn LED màu xanh da trời. Lượng nhiệt sinh ra
trong quá trình hoạt động của đèn LED cũng thấp hơn rất nhiều (gần như không
đáng kể) so với các loại bóng đèn thơng thường hiện nay, đó cũng là một trong
những lý do khiến đèn LED tiết kiệm điện năng hơn các loại bóng đèn khác.
Cũng giống như tất cả các loại bóng đèn, hiệu năng của đèn LED được đo
bằng cơng thức Lumen/watt. Loại đèn LED có ánh sáng trắng ấm có hiệu năng
vào khoảng 25 – 44lumen/watt trong khi đó LED ánh sáng trắng lạnh có hiệu
năng tốt hơn 47 – 64 lumen/watt. Cịn loại đèn hình quang thơng thường được
sử dụng trong các gia đình có hiệu năng thấp hơn 10 – 18lumen/watt. Đèn LED
không sử dụng nguồn điện xoay chiều 220V thông thường mà chỉ sử dụng dòng
điện một chiều với hiệu điện thế nhỏ nên thơng thường có bộ lọc và điều khiển
đi kèm.
Tuy nhiên để sản xuất đèn LED thì cần chi phí cao kéo theo giá thành sản
phẩm cũng cao. Dù đèn LED không tỏa nhiệt khi chiếu sáng như đèn Halogen
nhưng chúng sản sinh ra nhiệt ở chân đèn nên tạo mối nguy cơ nhất định cho các
bộ phận liền kề và các cặp nối.
Với những ưu điểm nổi trội, đèn LED đang ngày càng được sử dụng rộng
rãi và phổ biến.
11. Dự kiến tóm tắt nội dung đạt được của đề tài và tiến độ thực hiện.
Nội dung

Thời gian thực hiện
Nghiên cứu độ chiếu
12 tháng
sáng của đèn LED
Nghiên cứu màu sắc của
10 tháng
đèn LED
Nghiên cứu về nguồn
14 tháng
năng lượng cần dùng để
phát sáng cho đèn LED
12. Dự kiến sản phẩm và địa chỉ ứng dụng
6

Dự kiến kết quả đạt được
Tạo ra đèn LED có độ chiếu
sáng tốt hơn, rộng hơn
Tạo ra đèn LED có màu sắc
đa dạng hơn
Tạo ra đèn LED sử dụng ít
năng lượng hơn nữa


Trong thời gian nghiên cứu có thể phát huy được những ưu điểm nổi trội
của đèn LED đồng thời khắc phục những mặt hạn chế của nó, tạo ra bóng đèn
LED có nhiều màu sắc đa dạng.
13. Dự trù kinh phí thực hiện đề tài:20 triệu đồng.
Kinh phí cho nghiên cứu: 5 triệu đồng
Kinh phí cho mua sắm thiết bị: 15 triệu đồng
Vinh, ngày 01 tháng 01 năm 2016

CHỦ TỊCH HĐKH KHOA

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI
Lê Thành Vinh

7