Svetelná dióda (LED) je polovodičové zariadenie, ktoré obsahuje polovodič typu N a polovodič typu P a vyžaruje svetlo prostredníctvom rekombinácie dier a elektrónov. LED diódy sú zariadeniami s vlastným jednosmerným prúdom (DC), ktoré prepúšťajú prúd iba v jednej polarite a sú zvyčajne poháňané zdrojmi jednosmerného napätia pomocou odporov, regulátorov prúdu a regulátorov napätia na obmedzenie napätia a prúdu dodávaného do LED. Z tohto dôvodu je potrebný napájací zdroj alebo "ovládač" na účely premeny sieťového striedavého prúdu na jednosmerné napätie alebo prúd vhodný na napájanie LED diód. Ovládač LED je samostatný napájací zdroj, ktorý má výstupy zodpovedajúce elektrickým charakteristikám poľa LED. Väčšina ovládačov LED je navrhnutá tak, aby poskytovala konštantné prúdy na prevádzku poľa LED. V dôsledku toho sú LED diódy, ktoré počítajú s tým, že riadiaci obvod nepretržite pracuje na úrovni konštantného prúdu, známe ako LED diódy DC.
Na pohon LED osvetľovacieho systému sa však môže použiť zdroj striedavého prúdu (AC). AC LED je LED, ktorá funguje priamo mimo striedavého sieťového napätia namiesto použitia ovládača na transformáciu sieťového napätia na jednosmerný prúd (DC). Čip AC LED má množstvo LED jednotiek vytvorených na jednom čipe a je zostavený do obvodovej slučky alebo Wheatstoneovho mostíka na priame použitie v poli striedavého prúdu. AC LED sa tiež označuje ako vysokonapäťová dióda vyžarujúca svetlo (HV LED), pretože neobsahuje riadiaci komponent na konverziu prúdu a možno ju priamo použiť v elektrickej sieti, ktorá je vysokonapäťová (220 V v Európe alebo 110 V v USA ) a striedavý prúd (AC).
Typické LED svietidlo obsahuje zložitý riadiaci obvod, čo môže viesť k zvýšeniu výrobných nákladov, podstatnej strate prevádzkovej životnosti, menšej flexibilite dizajnu v dôsledku zvýšeného objemu s dodatočnými riadiacimi a stmievacími obvodmi, nízkej energetickej účinnosti a stabilite systému.
Zavedenie riadiacich obvodov v jednosmernom LED osvetľovacom systéme prináša mnoho nepriaznivých účinkov. Po prvé, životnosť elektronického obvodu je výrazne nižšia ako životnosť LED. Navyše, ak vezmeme do úvahy, že charakteristiky vstupného zaťaženia LED nezostávajú konštantné počas celej životnosti LED, ale skôr sa menia s vekom a podmienkami prostredia, kompatibilita medzi LED a jej ovládačom sa môže v konečnom dôsledku zhoršiť, čo vedie k nestabilnému výkonu LED. Výkonový menič znižuje účinnosť zariadenia vyžarujúceho svetlo. Straty výkonu, ktoré sú takémuto výkonovému meniču vlastné, znižujú celkovú účinnosť svetelného zdroja. Budiaci obvod môže obsahovať komponenty, ako sú odporové záťaže, indukčné cievky, kondenzátory, spínacie tranzistory, hodiny a podobne na moduláciu prevádzkových parametrov. LED svietidlá a ich LED budiče sa počas prevádzky stretávajú s množstvom parazitných strát, medzi ktoré patrí teplo, vibrácie, rádiofrekvenčné alebo elektromagnetické rušenie, spínacie straty a pod. V priebehu času môžu faktory prostredia a parazitné straty viesť k poklesu prevádzkového výkonu LED lámp, takže nemusia spĺňať prevádzkové požiadavky.
Pre AC LED diódy nie sú potrebné prídavné napäťové transformátory alebo usmerňovače a AC LED môžu pracovať priamo privádzaním striedavého prúdu. Z tohto dôvodu sú náklady na AC LED lampu znížené v porovnaní s jej DC náprotivkom a problémy s kvalitou súvisiace s obvodom sú minimalizované. Najmä elektromagnetické rušenie (EMI) už nie je problémom, pretože lineárny napájací zdroj nevyžaduje vysokofrekvenčné spínanie. Transformácia na jednosmerný prúd nižšieho napätia nie je potrebná, čím dochádza k zníženiu spotreby energie výkonových transformátorov. Výkonový menič znižuje účinník a zvyšuje celkové harmonické skreslenie prúdu. Vlastná účinnosť dizajnu s priamym striedavým prúdom umožňuje dosiahnuť vysoký účinník nad 0,9 bez potreby dodatočných obvodov na úpravu výkonu alebo korekcie účinníka. Ďalšou výhodou konfigurácie AC LED je jej prirodzená stmievateľnosť v plnom rozsahu bez použitia stmievacieho obvodu. Jednou zo základných vlastností prístupov AC LED je kompatibilita s fázovo strihanými (triakovými) stmievačmi. Často je žiaduce implementovať LED lampy s funkciou stmievania, aby sa dosiahol premenlivý svetelný výkon.
Napriek tomu však stále existuje výzva na zlepšenie výroby AC LED. Svetlo produkované AC-LED napájanými zo siete AC môže predstavovať neprijateľne vysoký stupeň optického blikania ako dôsledok zrýchlenej zmeny polarity pri sieťovej frekvencii. Toto blikanie môže byť dráždivé, najmä pokiaľ ide o vnútorné osvetlenie. Problém s blikaním možno vyriešiť použitím usmerňovača a kondenzátora, ktoré sú typickými komponentmi v DC ovládačoch LED. Okrem toho môžu byť LED svetlá s riadiacim obvodom navrhnuté tak, aby konvertovali striedavé sieťové napätie v širokom rozsahu (napr. 100-277V) na potenciálne konštantné záťažové napätie a prípadne konštantný záťažový prúd. AC LED sú schopné akceptovať len úzky rozsah vstupného napätia, povedzme napríklad 220-240V, čo obmedzovalo ich činnosť v aplikáciách s radikálnymi výkyvmi napätia.
LED diódy napájané zo zdrojov striedavého prúdu vytvárajú nelineárne zaťaženie. V dôsledku nelinearity môžu mať LED diódy napájané zo zdrojov striedavého prúdu pravdepodobne nižší účinník a môžu mať vyššie celkové harmonické skreslenie. Faktor výkonu systému striedavého prúdu (AC) je opísaný ako pomer skutočného výkonu k zdanlivému výkonu prúdiacemu do záťaže.
