دیود ساطع نور (LED) یک دستگاه نیمه هادی است که شامل یک نیمه هادی نوع N و یک نیمه هادی نوع P است و از طریق ترکیب مجدد حفره ها و الکترون ها، نور ساطع می کند. الایدیها دستگاههای جریان مستقیم مستقیم (DC) هستند که فقط جریان را در یک قطبیت عبور میدهند و معمولاً توسط منابع ولتاژ DC با استفاده از مقاومتها، تنظیمکنندههای جریان و تنظیمکنندههای ولتاژ هدایت میشوند تا ولتاژ و جریان تحویلی به LED را محدود کنند. به همین دلیل، یک منبع تغذیه یا "درایور" برای تبدیل برق AC اصلی به ولتاژ یا جریان DC مناسب برای راه اندازی LED ها مورد نیاز است. درایور LED یک منبع تغذیه مستقل است که دارای خروجی های مربوط به ویژگی های الکتریکی آرایه LED است. اکثر درایورهای LED به گونه ای طراحی شده اند که جریان ثابتی را برای کار با آرایه LED ها ارائه دهند. در نتیجه، LEDهایی که روی مدار محرک برای کار مداوم در سطح جریان ثابت حساب می کنند، به عنوان LED DC شناخته می شوند.
با این حال، یک منبع جریان متناوب (AC) ممکن است برای راه اندازی سیستم روشنایی LED استفاده شود. LED AC یک LED است که به جای استفاده از درایور برای تبدیل ولتاژ خط به جریان مستقیم (DC) مستقیماً از ولتاژ خط AC کار می کند. یک تراشه ال ای دی AC دارای تعداد زیادی واحد LED است که روی یک تراشه تشکیل شده اند و در یک حلقه مدار یا یک پل وتستون مونتاژ می شوند تا مستقیماً در میدان جریان متناوب استفاده شوند. LED AC همچنین به عنوان یک دیود ساطع کننده نور با ولتاژ بالا (HV LED) شناخته می شود زیرا از یک جزء محرک تبدیل جریان پاک است و می تواند مستقیماً در برق اصلی که ولتاژ بالا است (220 ولت در اروپا یا 110 ولت در ایالات متحده آمریکا) استفاده شود. ) و جریان متناوب (AC).
چراغهای LED معمولی شامل یک مدار رانندگی پیچیده است که ممکن است منجر به افزایش هزینههای ساخت، کاهش قابل توجه عمر عملیاتی، انعطافپذیری طراحی کمتر در نتیجه افزایش حجم با مدارهای رانندگی و کمنور اضافی، راندمان کم توان و پایداری سیستم شود.
معرفی مدارهای رانندگی در یک سیستم روشنایی LED DC اثرات نامطلوب زیادی را به همراه دارد. اول از همه، طول عمر مدار الکترونیکی به طور قابل توجهی کمتر از LED است. علاوه بر این، با توجه به اینکه مشخصات بار ورودی یک LED در طول عمر LED ثابت نمی ماند، بلکه با سن و شرایط محیطی تغییر می کند، سازگاری بین LED و درایور آن ممکن است در نهایت بدتر شود و در نتیجه منجر به عملکرد LED ناپایدار شود. مبدل قدرت راندمان دستگاه ساطع کننده نور را کاهش می دهد. تلفات برق ذاتی برای چنین مبدل قدرت، کارایی کلی منبع نور را کاهش می دهد. مدار راه انداز ممکن است شامل اجزایی مانند بارهای مقاومتی، سیم پیچ های القایی، خازن ها، ترانزیستورهای سوئیچینگ، ساعت ها و موارد مشابه برای تعدیل پارامترهای عملیاتی باشد. در حین کار، لامپ های LED و درایورهای LED آنها با تعدادی تلفات انگلی مواجه می شوند که شامل گرما، لرزش، فرکانس رادیویی یا تداخل الکترومغناطیسی، تلفات سوئیچینگ و غیره می شود. با گذشت زمان، عوامل محیطی و تلفات انگلی ممکن است منجر به کاهش عملکرد عملیاتی لامپ های LED شود به طوری که ممکن است نیازهای عملیاتی را برآورده نکنند.
برای LED های AC، ترانسفورماتور یا یکسو کننده ولتاژ اضافی مورد نیاز نیست و LED های AC می توانند با اعمال جریان متناوب مستقیماً کار کنند. به همین دلیل، هزینه یک لامپ LED AC در مقایسه با همتای DC آن کاهش می یابد و مسائل مربوط به کیفیت مدار به حداقل می رسد. تداخل الکترومغناطیسی (EMI)، به ویژه، دیگر نگران کننده نیست زیرا منبع تغذیه خطی به عملیات سوئیچینگ فرکانس بالا نیاز ندارد. تبدیل برای جریان مستقیم ولتاژ کمتر مورد نیاز نیست، بنابراین کاهش مصرف انرژی در ترانسفورماتورهای قدرت رخ داده است. مبدل قدرت ضریب توان را کاهش می دهد و اعوجاج هارمونیک کل جریان را افزایش می دهد. راندمان ذاتی یک طراحی مستقیم AC این امکان را برای ضریب توان بالای 0.9 بدون نیاز به تهویه توان اضافی یا مدار تصحیح ضریب توان فراهم میکند. یکی دیگر از مزایای پیکربندی LED AC، قابلیت نور ذاتی آن با برد کامل است، بدون استفاده از مدار کم نور. یکی از ویژگی های اصلی رویکردهای LED AC سازگاری با دیمرهای فاز برش (تریاک) است. معمولاً استفاده از لامپ های LED با عملکرد کم نور برای ارائه خروجی نور متفاوت مورد نظر است.
اما با این وجود، هنوز یک چالش برای بهبود در تولید LED AC وجود دارد. نور تولید شده توسط AC-LED های هدایت شده از منبع تغذیه AC می تواند درجه بالایی از سوسو زدن نوری را به طور غیرقابل قبولی نشان دهد، به عنوان یک نتیجه از تغییر شتاب در قطبیت در فرکانس شبکه. این سوسو زدن میتواند آزاردهنده باشد، بهویژه وقتی صحبت از برنامههای روشنایی داخلی میشود. مشکل سوسو زدن را می توان با استفاده از یکسوساز و خازن که اجزای معمولی در درایورهای LED DC هستند، برطرف کرد. علاوه بر این، چراغهای LED با مدار درایور میتوانند برای تبدیل ولتاژ شبکه AC، در محدوده وسیع (مثلا 100-277V)، به ولتاژ بار احتمالاً ثابت و جریان بار احتمالاً ثابت طراحی شوند. الایدیهای AC فقط میتوانند محدوده باریکی از ولتاژ ورودی را بپذیرند، مثلاً 220-240V، که عملکرد آنها را در برنامههایی با نوسانات ولتاژ رادیکال محدود میکند.
LED های تغذیه شده توسط منابع برق AC یک بار غیر خطی ایجاد می کنند. منتسب به غیر خطی بودن، LED های تغذیه شده توسط منابع برق AC ممکن است ضریب توان کمتری داشته باشند و ممکن است اعوجاج هارمونیک کل بالاتری داشته باشند. ضریب توان یک سیستم قدرت الکتریکی جریان متناوب (AC) به عنوان نسبت توان واقعی به توان ظاهری جریان به یک بار توصیف می شود.
