Gaismas diode (LED) ir pusvadītāju ierīce, kas ietver N tipa pusvadītāju un P tipa pusvadītāju un izstaro gaismu caurumu un elektronu rekombinācijas ceļā. Gaismas diodes ir iekšēji līdzstrāvas (DC) ierīces, kas laiž strāvu tikai vienā polaritātē, un tās parasti darbina līdzstrāvas sprieguma avoti, izmantojot rezistorus, strāvas regulatorus un sprieguma regulatorus, lai ierobežotu gaismas diodei piegādāto spriegumu un strāvu. Tādēļ ir nepieciešams barošanas avots vai "draiveris", lai tīkla maiņstrāvu pārveidotu līdzstrāvas spriegumā vai strāvā, kas ir piemērota gaismas diožu darbināšanai. LED draiveris ir autonoms barošanas avots, kam ir izejas, kas atbilst LED masīva elektriskajām īpašībām. Lielākā daļa LED draiveru ir paredzēti, lai nodrošinātu pastāvīgu strāvu, lai darbinātu LED masīvu. Līdz ar to gaismas diodes, kas rēķinās ar piedziņas ķēdi, lai nepārtraukti darbotos nemainīgā strāvas līmenī, ir pazīstamas kā līdzstrāvas gaismas diodes.
Tomēr LED apgaismojuma sistēmas darbināšanai var izmantot maiņstrāvas (AC) avotu. Maiņstrāvas gaismas diode ir gaismas diode, kas darbojas tieši no maiņstrāvas līnijas sprieguma, nevis izmanto draiveri, lai pārveidotu līnijas spriegumu līdzstrāvas (DC) strāvai. Maiņstrāvas LED mikroshēmā ir vairākas LED vienības, kas izveidotas vienā mikroshēmā, un tās ir samontētas ķēdes cilpā vai Vitstonas tiltā, lai tos izmantotu tieši maiņstrāvas laukā. Maiņstrāvas gaismas diode tiek saukta arī par augstsprieguma gaismas diodi (HV LED), jo tajā nav strāvas pārveidošanas komponenta un to var tieši izmantot augstsprieguma elektrotīklā (220 V Eiropā vai 110 V ASV). ) un maiņstrāvu (AC).
Tipisks LED gaismeklis ietver sarežģītu piedziņas ķēdi, kas var izraisīt ražošanas izmaksu pieaugumu, būtisku ekspluatācijas laika zudumu, mazāku dizaina elastību, ko izraisa palielināts skaļums ar papildu piedziņas un aptumšošanas ķēdēm, zema jaudas efektivitāte un sistēmas stabilitāte.
Vadības ķēžu ieviešana līdzstrāvas LED apgaismojuma sistēmā rada daudzas nelabvēlīgas sekas. Pirmkārt, elektroniskās ķēdes kalpošanas laiks ir ievērojami mazāks nekā LED. Turklāt, ņemot vērā to, ka LED ieejas slodzes raksturlielumi nepaliek nemainīgi visā LED kalpošanas laikā, bet gan mainās atkarībā no vecuma un vides apstākļiem, LED un tā draivera saderība galu galā var pasliktināties, tādējādi radot nestabilu LED darbību. Jaudas pārveidotājs samazina gaismu izstarojošās ierīces efektivitāti. Šādam jaudas pārveidotājam raksturīgie jaudas zudumi samazina gaismas avota kopējo efektivitāti. Vadītāja ķēdē var būt tādi komponenti kā pretestības slodzes, induktīvās spoles, kondensatori, komutācijas tranzistori, pulksteņi un tamlīdzīgi, lai modulētu darbības parametrus. Darbības laikā LED lampas un to LED draiveri saskaras ar vairākiem parazītu zudumiem, kas ietver siltumu, vibrāciju, radiofrekvences vai elektromagnētiskos traucējumus, pārslēgšanas zudumus utt. Laika gaitā vides faktori un parazītu zudumi var izraisīt LED spuldžu darbības veiktspējas samazināšanos tā, ka tās var neatbilst ekspluatācijas prasībām.
Maiņstrāvas gaismas diodēm papildu sprieguma transformatori vai taisngrieži nav nepieciešami, un maiņstrāvas gaismas diodes var darboties, tieši pieslēdzot maiņstrāvu. Šī iemesla dēļ maiņstrāvas LED spuldzes izmaksas ir samazinātas, salīdzinot ar tās līdzstrāvas spuldzēm, un ar ķēdi saistītās kvalitātes problēmas tiek samazinātas līdz minimumam. Jo īpaši elektromagnētiskie traucējumi (EMI) vairs nerada bažas, jo lineārajai barošanas avotam nav nepieciešama augstfrekvences pārslēgšana. Pārveidošana zemāka sprieguma līdzstrāvai nav nepieciešama, tādējādi samazinot enerģijas patēriņu jaudas transformatoros. Strāvas pārveidotājs samazina jaudas koeficientu un palielina kopējos strāvas harmoniskos traucējumus. Maiņstrāvas tiešās konstrukcijas raksturīgā efektivitāte ļauj nodrošināt augstu jaudas koeficientu virs 0,9, bez papildu jaudas kondicionēšanas vai jaudas koeficienta korekcijas shēmas. Papildu maiņstrāvas LED konfigurācijas priekšrocība ir tai piemītošā pilna diapazona aptumšojamība, neizmantojot aptumšošanas ķēdi. Viena no maiņstrāvas LED pieeju galvenajām iezīmēm ir savietojamība ar fāzes izslēgšanas (triac) dimmeriem. Bieži vien ir vēlams ieviest LED lampas ar aptumšošanas funkcionalitāti, lai nodrošinātu dažādu gaismas jaudu.
Tomēr joprojām ir bijis izaicinājums uzlabot maiņstrāvas LED ražošanu. Gaisma, ko rada maiņstrāvas gaismas diodes, ko darbina no maiņstrāvas tīkla, var radīt nepieņemami augstu optiskās mirgošanas pakāpi, ko izraisa paātrinātas polaritātes izmaiņas tīkla frekvencē. Šī mirgošana var būt kairinoša, īpaši, ja runa ir par iekštelpu apgaismojumu. Mirgošanas problēmu var novērst, izmantojot taisngriezi un kondensatoru, kas ir tipiskas līdzstrāvas LED draiveru sastāvdaļas. Turklāt LED gaismas ar draivera shēmu var būt konstruētas, lai pārveidotu maiņstrāvas tīkla spriegumu plašā diapazonā (piemēram, 100-277V), iespējams, pastāvīgā slodzes spriegumā un, iespējams, nemainīgā slodzes strāvā. Maiņstrāvas gaismas diodes spēj pieņemt tikai šauru ieejas sprieguma diapazonu, piemēram, 220-240V, kas ierobežoja to darbību lietojumos ar radikālām sprieguma svārstībām.
Gaismas diodes, ko darbina maiņstrāvas avoti, rada nelineāru slodzi. Nelinearitātes dēļ gaismas diodēm, kuras darbina maiņstrāvas avoti, var būt zemāks jaudas koeficients un lielāka kopējā harmoniskā kropļošana. Maiņstrāvas (AC) elektroenerģijas sistēmas jaudas koeficients ir aprakstīts kā reālās jaudas attiecība pret šķietamo jaudu, kas plūst uz slodzi.
