Une diode électroluminescente (DEL) est un dispositif semi-conducteur qui comprend un semi-conducteur de type N et un semi-conducteur de type P, et émet de la lumière par recombinaison de trous et d'électrons. Les LED sont des dispositifs intrinsèquement à courant continu (CC) qui ne transmettent le courant que dans une seule polarité et sont généralement pilotés par des sources de tension CC utilisant des résistances, des régulateurs de courant et des régulateurs de tension pour limiter la tension et le courant délivrés à la LED. Pour cette raison, une alimentation ou un "pilote" est nécessaire dans le but de convertir l'alimentation secteur en une tension ou un courant continu approprié pour piloter les LED. Un pilote de LED est une alimentation électrique autonome qui comporte des sorties correspondant aux caractéristiques électriques du réseau de LED. La plupart des pilotes de LED sont conçus pour fournir des courants constants pour faire fonctionner le réseau de LED. Par conséquent, les LED qui comptent sur un circuit de commande pour fonctionner en continu à un niveau de courant constant sont appelées LED DC.
Cependant, une source de courant alternatif (AC) peut être utilisée pour piloter le système d'éclairage à LED. Une LED CA est une LED qui fonctionne directement à partir de la tension de ligne CA au lieu d'utiliser un pilote pour transformer la tension de ligne en courant continu (CC). Une puce LED AC a une pluralité d'unités LED formées sur une puce et est assemblée dans une boucle de circuit ou un pont de Wheatstone pour être directement utilisée dans un champ de courant alternatif. Une LED AC est également appelée diode électroluminescente haute tension (LED HV) car elle est exempte d'un composant de commande de conversion de courant et peut être directement utilisée dans le secteur électrique haute tension (220 V en Europe ou 110 V aux États-Unis). ) et courant alternatif (AC).
Le luminaire LED typique comprend un circuit de commande complexe, ce qui peut entraîner une augmentation des coûts de fabrication, une perte substantielle de durée de vie, moins de flexibilité de conception en raison d'un volume accru avec des circuits de commande et de gradation supplémentaires, une faible efficacité énergétique et une stabilité du système.
L'introduction des circuits de commande dans un système d'éclairage à LED CC entraîne de nombreux effets indésirables. Tout d'abord, la durée de vie du cuircuit électronique est nettement inférieure à celle de la LED. De plus, étant donné que les caractéristiques de charge d'entrée d'une LED ne restent pas constantes tout au long de la durée de vie de la LED, mais changent plutôt avec l'âge et les conditions environnementales, la compatibilité entre une LED et son pilote peut finalement se détériorer, et ainsi conduire à des performances LED instables. Le convertisseur de puissance réduit l'efficacité du dispositif émetteur de lumière. Les pertes de puissance inhérentes à un tel convertisseur de puissance réduisent l'efficacité globale de la source lumineuse. Un circuit d'attaque peut comprendre des composants tels que des charges résistives, des bobines inductives, des condensateurs, des transistors de commutation, des horloges et similaires pour moduler les paramètres opérationnels. Au cours de leur fonctionnement, les lampes à LED et leurs pilotes de LED subissent un certain nombre de pertes parasites, notamment la chaleur, les vibrations, les radiofréquences ou les interférences électromagnétiques, les pertes de commutation, etc. Au fil du temps, les facteurs environnementaux et les pertes parasites peuvent entraîner une baisse des performances opérationnelles des lampes à LED telles qu'elles peuvent ne pas satisfaire aux exigences opérationnelles.
Pour les LED AC, des transformateurs ou redresseurs de tension supplémentaires ne sont pas nécessaires, et les LED AC peuvent fonctionner en appliquant directement un courant alternatif. De ce fait, le coût d'une lampe LED AC est réduit par rapport à son homologue DC, et les problèmes de qualité liés au circuit sont minimisés. Les interférences électromagnétiques (EMI), en particulier, ne sont plus un problème car l'alimentation linéaire ne nécessite pas de commutation à haute fréquence. La transformation pour un courant continu à basse tension n'est pas nécessaire, réduisant ainsi la consommation d'énergie produite dans les transformateurs de puissance. Le convertisseur de puissance réduit le facteur de puissance et augmente la distorsion harmonique totale du courant. L'efficacité inhérente d'une conception AC-direct permet d'obtenir un facteur de puissance élevé supérieur à 0.9 sans nécessiter de circuit de conditionnement de puissance ou de correction de facteur de puissance supplémentaire. Un autre avantage de la configuration LED AC est sa gradabilité intrinsèque sur toute la gamme, sans avoir recours à un circuit de gradation. L'une des principales caractéristiques des approches LED AC est la compatibilité avec les gradateurs à coupure de phase (triac). Il est souvent souhaité de mettre en œuvre des lampes à LED avec une fonctionnalité de gradation pour fournir un rendement lumineux variable.
Mais néanmoins, il y a toujours eu un défi d'amélioration dans la fabrication de la LED AC. La lumière produite par les LED AC alimentées par l'alimentation secteur AC peut présenter un degré inacceptable de scintillement optique, en conséquence de l'altération accélérée de la polarité à la fréquence du secteur. Ce scintillement peut être irritant, en particulier lorsqu'il s'agit d'applications d'éclairage intérieur. Le problème de scintillement peut être résolu en utilisant un redresseur et un condensateur, qui sont des composants typiques des pilotes de LED CC. De plus, les lumières LED avec un circuit de commande peuvent être conçues pour convertir la tension secteur AC, dans une large plage (par exemple 100-277V), en tension de charge éventuellement constante et en courant de charge éventuellement constant. Les LED AC ne peuvent accepter qu'une plage étroite de tension d'entrée, disons par exemple 220-240V, ce qui limite leur fonctionnement dans les applications avec des fluctuations de tension radicales.
Les LED alimentées par des sources d'alimentation CA produisent une charge non linéaire. Attribuable à la non-linéarité, les LED alimentées par des sources d'alimentation CA peuvent probablement avoir un facteur de puissance inférieur et peuvent avoir une distorsion harmonique totale plus élevée. Le facteur de puissance d'un système d'alimentation électrique à courant alternatif (CA) est décrit comme le rapport de la puissance réelle à la puissance apparente circulant vers une charge.
