Bir ışık yayan diyot (LED), bir N tipi yarı iletken ve bir P tipi yarı iletken içeren ve deliklerin ve elektronların rekombinasyonu yoluyla ışık yayan yarı iletken bir cihazdır. LED'ler, yalnızca bir kutupta akım geçiren ve tipik olarak LED'e iletilen gerilimi ve akımı sınırlamak için dirençler, akım düzenleyiciler ve gerilim düzenleyiciler kullanan DC gerilim kaynakları tarafından sürülen özünde doğru akım (DC) cihazlarıdır. Bu nedenle, şebeke AC gücünü LED'leri sürmek için uygun bir DC voltajına veya akımına dönüştürmek amacıyla bir güç kaynağı veya "sürücü" gerekir. Bir LED sürücüsü, LED dizisinin elektriksel özelliklerine karşılık gelen çıkışlara sahip bağımsız bir güç kaynağıdır. Çoğu LED sürücüsü, LED dizisini çalıştırmak için sabit akım sağlamak üzere tasarlanmıştır. Sonuç olarak, sürekli olarak sabit bir akım seviyesinde çalışacak bir sürücü devresine güvenen LED'ler, DC LED'ler olarak bilinir.
Bununla birlikte, LED aydınlatma sistemini çalıştırmak için bir alternatif akım (AC) kaynağı kullanılabilir. AC LED, hat gerilimini doğru akım (DC) gücüne dönüştürmek için bir sürücü kullanmak yerine doğrudan AC hat geriliminin dışında çalışan bir LED'dir. Bir AC LED çipi, bir çip üzerinde oluşturulmuş çok sayıda LED birimine sahiptir ve bir alternatif akım alanında doğrudan kullanılmak üzere bir devre döngüsüne veya bir Wheatstone köprüsüne monte edilir. AC LED aynı zamanda yüksek voltajlı ışık yayan diyot (HV LED) olarak da adlandırılır, çünkü akım dönüştürme sürücü bileşeni içermez ve doğrudan yüksek voltajlı (Avrupa'da 220 V veya ABD'de 110 V) şebeke elektriğinde kullanılabilir. ) ve alternatif akım (AC).
Tipik bir LED aydınlatma armatürü, üretim maliyetlerinde artışa, çalışma ömründe önemli bir kayba, ek sürücü ve kısma devreleriyle artan hacmin bir sonucu olarak daha az tasarım esnekliğine, düşük güç verimliliğine ve sistem kararlılığına neden olabilecek karmaşık bir sürücü devresi içerir.
Sürüş devrelerinin bir DC LED aydınlatma sistemine dahil edilmesi birçok olumsuz etkiyi beraberinde getirir. Her şeyden önce, elektronik devrenin hizmet ömrü, LED'inkinden önemli ölçüde daha azdır. Ayrıca, bir LED'in giriş yükü özelliklerinin LED'in kullanım ömrü boyunca sabit kalmadığı, bunun yerine yaş ve çevre koşullarıyla değiştiği göz önüne alındığında, bir LED ile sürücüsü arasındaki uyum eninde sonunda bozulabilir ve bu da kararsız LED performansına yol açabilir. Güç dönüştürücü, ışık yayan cihazın verimliliğini azaltır. Bu tür bir güç dönüştürücüsüne özgü güç kayıpları, ışık kaynağının genel verimliliğini azaltır. Bir sürücü devresi, operasyonel parametreleri modüle etmek için dirençli yükler, endüktif bobinler, kapasitörler, anahtarlama transistörleri, saatler ve benzerleri gibi bileşenleri içerebilir. Çalışma sırasında, LED lambalar ve LED sürücüleri, ısı, titreşim, radyo frekansı veya elektromanyetik girişim, anahtarlama kayıpları vb. dahil olmak üzere bir dizi parazitik kayıpla karşılaşır. Zaman geçtikçe çevresel faktörler ve parazit kayıpları LED lambaların çalışma performansının çalışma gereksinimlerini karşılayamayacak kadar düşmesine neden olabilir.
AC LED'ler için ek gerilim trafosu veya doğrultucu gerekmez ve AC LED'ler doğrudan alternatif akım uygulayarak çalışabilir. Bu nedenle, bir AC LED lambanın maliyeti, DC muadili ile karşılaştırıldığında azalır ve devre ile ilgili kalite sorunları en aza indirilir. Doğrusal güç kaynağı yüksek frekanslı anahtarlama işlemi gerektirmediğinden, özellikle Elektromanyetik Parazit (EMI) artık bir endişe kaynağı değildir. Daha düşük voltajlı doğru akım için dönüşüme ihtiyaç duyulmaz, bu sayede güç transformatörlerinde oluşan enerji tüketimi azalır. Güç dönüştürücü, güç faktörünü azaltır ve akımın toplam harmonik bozulmasını artırır. Doğrudan AC tasarımının doğal verimliliği, 0.9'un üzerinde yüksek bir güç faktörünün, ek güç koşullandırması veya güç faktörü düzeltme devresi gerektirmeden mümkün olmasını sağlar. AC LED konfigürasyonunun bir başka avantajı da, bir karartma devresine başvurmadan, içsel tam aralıklı kısılabilirliğidir. AC LED yaklaşımlarının temel özelliklerinden biri, faz kesmeli (triyak) karartıcılarla uyumluluktur. Değişken ışık çıkışı sağlamak için kısma işlevine sahip LED lambaların uygulanması genellikle arzu edilir.
Ancak yine de, AC LED'in imalatında hala bir iyileştirme sorunu var. AC şebeke kaynağından sürülen AC-LED'ler tarafından üretilen ışık, şebeke frekansında polaritedeki hızlandırılmış değişimin bir sonucu olarak, kabul edilemeyecek derecede yüksek derecede optik titreme gösterebilir. Bu titreme, özellikle iç mekan aydınlatma uygulamaları söz konusu olduğunda rahatsız edici olabilir. Titreşim sorunu, DC LED sürücülerinde tipik bileşenler olan bir doğrultucu ve bir kapasitör kullanılarak giderilebilir. Ayrıca, bir sürücü devresine sahip LED ışıklar, geniş bir aralıkta (örn. 100-277V) AC şebeke gerilimini muhtemelen sabit yük voltajına ve muhtemelen sabit yük akımına dönüştürmek için tasarlanabilir. AC LED'ler yalnızca dar bir giriş voltajı aralığını kabul edebilir, örneğin 220-240V, bu da radikal voltaj dalgalanmaları olan uygulamalarda çalışmalarını sınırladı.
AC güç kaynakları tarafından desteklenen LED'ler doğrusal olmayan bir yük oluşturur. Doğrusal olmamalarına atfedilebilir, AC güç kaynaklarıyla çalışan LED'ler muhtemelen daha düşük bir güç faktörüne sahip olabilir ve daha yüksek bir toplam harmonik bozulmaya sahip olabilir. Alternatif akım (AC) elektrik güç sisteminin güç faktörü, gerçek gücün bir yüke akan görünür güce oranı olarak tanımlanır.
