Svetleča dioda (LED) je polprevodniška naprava, ki vključuje polprevodnik tipa N in polprevodnik tipa P ter oddaja svetlobo z rekombinacijo lukenj in elektronov. Svetleče diode so naprave z enosmernim tokom (DC), ki prepuščajo tok samo v eni polariteti in jih običajno poganjajo viri enosmerne napetosti z uporabo uporov, tokovnih regulatorjev in regulatorjev napetosti, ki omejujejo napetost in tok, doveden do LED. Zaradi tega je potreben napajalnik ali "gonilnik" za pretvorbo električnega omrežja izmeničnega toka v enosmerno napetost ali tok, primeren za pogon LED. Gonilnik LED je samostojen napajalnik, ki ima izhode, ki ustrezajo električnim značilnostim niza LED. Večina gonilnikov LED je zasnovanih tako, da zagotavljajo konstantne tokove za delovanje niza LED. Posledično so svetleče diode, ki računajo na neprekinjeno delovanje pogonskega vezja pri konstantni ravni toka, znane kot svetleče diode enosmernega toka.
Vendar se lahko za pogon sistema LED osvetlitve uporabi vir izmeničnega toka (AC). AC LED je LED, ki deluje neposredno iz omrežne napetosti AC, namesto da bi uporabil gonilnik za pretvorbo omrežne napetosti v enosmerni tok (DC). Čip AC LED ima več enot LED, ki so oblikovane na enem čipu in so sestavljene v zanko vezja ali Wheatstonov most za neposredno uporabo v polju izmeničnega toka. AC LED se imenuje tudi visokonapetostna svetleča dioda (HV LED), ker ne vsebuje komponente za pretvorbo toka in se lahko neposredno uporablja v omrežju, ki je visokonapetostno (220 V v Evropi ali 110 V v ZDA). ) in izmenični tok (AC).
Tipična LED-svetilka vključuje kompleksno pogonsko vezje, kar lahko povzroči zvišanje proizvodnih stroškov, znatno izgubo življenjske dobe, manjšo fleksibilnost zasnove zaradi povečane prostornine z dodatnimi pogonskimi in zatemnitvenimi vezji, nizko energetsko učinkovitost in stabilnost sistema.
Uvedba pogonskih tokokrogov v enosmerni LED sistem razsvetljave prinaša številne škodljive učinke. Prvič, življenjska doba elektronskega vezja je bistveno krajša od življenjske dobe LED. Poleg tega glede na to, da značilnosti vhodne obremenitve LED ne ostanejo konstantne skozi celotno življenjsko dobo LED, temveč se spreminjajo s starostjo in okoljskimi pogoji, se lahko združljivost med LED in njenim gonilnikom na koncu poslabša, kar vodi do nestabilnega delovanja LED. Pretvornik moči zmanjša učinkovitost naprave za oddajanje svetlobe. Izgube moči, ki so del takšnega pretvornika moči, zmanjšajo splošno učinkovitost svetlobnega vira. Pogonsko vezje lahko vključuje komponente, kot so uporovne obremenitve, induktivne tuljave, kondenzatorji, preklopni tranzistorji, ure in podobno za modulacijo delovnih parametrov. Med delovanjem se LED sijalke in njihovi gonilniki LED srečujejo s številnimi parazitskimi izgubami, ki vključujejo toploto, vibracije, radiofrekvenčne ali elektromagnetne motnje, izgube pri preklapljanju itd. Sčasoma lahko okoljski dejavniki in parazitske izgube privedejo do zmanjšanja delovanja LED-sijalk, tako da morda ne bodo izpolnjevale operativnih zahtev.
Za AC LED niso potrebni dodatni napetostni transformatorji ali usmerniki, AC LED pa lahko delujejo z neposredno uporabo izmeničnega toka. Zaradi tega je strošek svetilke AC LED nižji v primerjavi s primerljivo svetilko z enosmernim tokom, težave s kakovostjo vezja pa so zmanjšane na minimum. Zlasti elektromagnetne motnje (EMI) niso več zaskrbljujoče, saj linearni napajalnik ne zahteva visokofrekvenčnega preklapljanja. Pretvorba za nižjo napetost enosmernega toka ni potrebna, s čimer se zmanjša poraba energije, ki je nastala v močnostnih transformatorjih. Pretvornik moči zmanjša faktor moči in poveča skupno harmonično popačenje toka. Inherentna učinkovitost zasnove AC-direct omogoča visok faktor moči nad 0,9 brez dodatnega vezja za prilagajanje moči ali korekcijo faktorja moči. Nadaljnja prednost konfiguracije AC LED je njena notranja možnost zatemnitve celotnega obsega, brez uporabe zatemnitvenega vezja. Ena od glavnih značilnosti pristopov AC LED je združljivost z zatemnilniki s faznim izrezom (triac). Pogosto je zaželeno implementirati LED sijalke s funkcijo zatemnitve, da se zagotovi različna svetlobna moč.
Toda kljub temu je še vedno obstajal izziv izboljšanja proizvodnje AC LED. Svetloba, ki jo proizvajajo AC-LED diode, ki se napajajo iz električnega omrežja, lahko povzroči nesprejemljivo visoko stopnjo optičnega utripanja kot posledico pospešenega spreminjanja polarnosti pri omrežni frekvenci. To utripanje je lahko dražilno, zlasti ko gre za notranjo razsvetljavo. Težavo z utripanjem je mogoče odpraviti z uporabo usmernika in kondenzatorja, ki sta tipični komponenti gonilnikov DC LED. Poleg tega so LED-luči z gonilnim vezjem lahko zasnovane za pretvorbo izmenične omrežne napetosti v širokem razponu (npr. 100-277V) v po možnosti konstantno napetost obremenitve in po možnosti konstanten tok obremenitve. AC LED lahko sprejmejo samo ozek razpon vhodne napetosti, na primer 220-240V, kar omejuje njihovo delovanje v aplikacijah z velikimi nihanji napetosti.
Svetleče diode, ki jih napajajo viri izmeničnega toka, povzročajo nelinearno obremenitev. LED diode, ki jih napajajo viri izmeničnega toka, imajo lahko zaradi nelinearnosti verjetno nižji faktor moči in imajo lahko večje skupno harmonično popačenje. Faktor moči elektroenergetskega sistema z izmeničnim tokom (AC) je opisan kot razmerje med dejansko močjo in navidezno močjo, ki teče k bremenu.
