Os LEDs são dispositivos semicondutores complexos cujas características elétricas e térmicas intercorrelacionadas devem ser consideradas no projeto do sistema. Como dispositivos acionados por corrente, os LEDs devem operar sob regulação de corrente constante para manter sua saída consistente. Cada LED, no entanto, tem uma corrente nominal máxima. Exceder o que o LED é classificado resultará em degradação irreversível do desempenho e vida útil reduzida. À medida que a densidade de corrente é aumentada além de um certo limite, a eficiência quântica interna (IQE) é reduzida. A redução da eficiência quântica em altas correntes de operação é chamada de queda de eficiência. Uma perda de eficiência significa um aumento na produção de calor residual. A corrente direta na junção do semicondutor do LED pode subir acima do limite máximo permitido quando há um evento de sobretensão ou uma falha de outra string de LED conectada em configurações paralelas.
Um driver de LED que regula a potência do conjunto de LEDs de uma luminária de mastro alto é projetado como uma fonte de alimentação comutada (SMPS). Os drivers SMPS usam um regulador de comutação para transformar a energia retificada da fonte de alimentação CA em uma forma de onda pulsada, que é então suavizada usando um dispositivo de armazenamento de energia. As fontes de alimentação chaveadas são a única opção viável para aplicações de alta potência, pois são muito eficientes, permitem controle avançado de dimerização e possuem capacidade de tensão de entrada universal. Em particular, a eficiência de um driver de LED SMPS pode chegar a 97%, o que é muito melhor do que as fontes de alimentação lineares. Os reguladores lineares têm as vantagens de baixo custo, capacidade de driver-on-board (DOB) e ausência de interferência eletromagnética (EMI). Esses circuitos de driver são encontrados em alguns produtos de baixo custo. No entanto, este tipo de mecanismo de acionamento requer uma tensão de entrada pelo menos uma quantidade mínima superior à tensão de saída desejada. O diferencial mínimo de tensão entre a entrada e a saída necessária para a regulação é simplesmente descartado como calor residual, o que não apenas leva a uma perda significativa de energia de cerca de 20%, mas também produz tensões térmicas substanciais em componentes semicondutores colocados juntos.
Drivers de LED de modo chaveado são tecnicamente complexos, pois usam componentes reativos, como bobinas oscilantes e capacitores eletrolíticos, para converter e armazenar a energia elétrica. A regulação de comutação gera ruído de alta frequência que deve ser suprimido por filtros EMI. Os filtros EMI também usam componentes reativos, como bobinas de filtragem e capacitores de alta tensão. A cintilação pode ser um problema em aplicações de iluminação esportiva e eventos noturnos ao ar livre onde ocorrem gravações e transmissões de televisão. Um supressor de ondulação pode ser adicionado ao circuito do driver para reduzir a ondulação da corrente de saída para que não haja efeitos estroboscópicos causados pela cintilação da fonte de luz, bem como nenhuma cintilação percebida em altas taxas de quadros da câmera. Outro requisito essencial para drivers de LED operados por linha é a correção do fator de potência (PFC), que molda e alinha a corrente de entrada em uma forma de onda senoidal em fase com a tensão da linha. O PFC também é usado para suprimir a distorção harmônica total (THD) causada por cargas elétricas não lineares.
Um driver de LED executa várias subtarefas sequencialmente ou em paralelo, incluindo, mas não limitado a proteção contra sobrecorrente, proteção contra sobretensão, proteção contra sobretemperatura, detecção e manuseio de corrente zero (ZCD), detecção e manuseio de corrente de pico, analógico ou compensador de tensão digital e saída de luz constante (CLO). As luminárias de mastro alto estão expostas a sobretensões transitórias causadas por raios, surtos industriais e de comutação ou descargas eletrostáticas (ESD). Um evento de pulso único causará uma falha catastrófica imediata do LED. Assim, um dispositivo de proteção contra surtos (SPD) deve ser usado para suprimir surtos excessivos.
