В целом, основной движущей силой роста рынка светодиодной продукции является повышение эффективности (увеличение светового потока на ватт потребляемой энергии), достигаемое благодаря светодиодной технологии.

Светодиоды имеют иные электрические характеристики по сравнению с предшествующими им лампами накаливания. Кроме того, оптимальное решение по электропитанию для управления светодиодами варьируется в зависимости от уровня мощности и общих требований системы.

В традиционных системах освещения (например, с лампами накаливания) нагрузка представляется резистивной. Потребление энергии, а следовательно, и интенсивность света, является функцией напряжения, подаваемого на лампу, и сопротивления лампы (согласно закону Ома). Интенсивность увеличивается или уменьшается в зависимости от входного напряжения. Рассмотрим, например, фары автомобиля при запуске двигателя; во время запуска двигателя напряжение от батареи низкое, и поэтому фары тускнеют. После запуска двигателя напряжение батареи восстанавливается, и фары достигают нормальной интенсивности.

Светодиодные решения принципиально отличаются от ламп накаливания. Интенсивность света светодиодов регулируется путем модуляции тока, а сопротивление нагрузки светодиода изменяется в зависимости от приложенной нагрузки. Вместо использования постоянного напряжения и сопротивления для поддержания постоянной интенсивности света, светодиоду требуется постоянный ток. Способ достижения этого зависит от уровня мощности светодиода.
Для очень маломощного светодиода схема, подобная показанной на рисунке 1, проста и почти всегда достаточна. Эффективное сопротивление светодиода очень мало по сравнению с R, поэтому ток через светодиод определяется соотношением V/R. Недостатки заключаются в следующем:

1) Интенсивность зависит от напряжения. Изменение V вызовет изменение тока, а следовательно, и интенсивности света светодиода. Возвращаясь к предыдущему примеру с автомобильной фарой, свет останется тусклым во время запуска двигателя.
2) Решение не использует преимущества, предоставляемые эффективностью светодиодов. Поскольку сопротивление R очень велико по сравнению с сопротивлением светодиода, большая часть мощности теряется в R.

Для светодиодов большей мощности необходимо решение с управлением током, чтобы максимизировать преимущество светодиода в эффективности. На рисунке 2 приведен пример такого решения.
Регулятор напряжения V•I Chip PRM и трансформатор напряжения VTM предназначены для подачи стабилизированного напряжения. Для использования PRM ​​и VTM для питания светодиода необходимо модифицировать работу PRM для подачи стабилизированного тока. Это достигается путем включения усилителя и компенсатора тока.
Использование PRM и VTM для подачи постоянного тока имеет ряд преимуществ перед традиционными методами. Введение VTM в систему обеспечивает умножение тока в точке нагрузки. Выходной ток VTM пропорционален его входному току в соответствии с фиксированным коэффициентом K, как показано в уравнении:
Следовательно, в приложении с управлением током входной ток VTM может быть измерен и отрегулирован для управления выходным током. Измерение меньшего тока требует меньшего датчика, который рассеивает меньше мощности и повышает общую эффективность. Сами чипы V•I обеспечивают высокую эффективность и высокую удельную мощность, что позволяет создать компактную светодиодную систему с низкими температурами, которая максимизирует световой поток в люменах на ватт рассеиваемой мощности.

Важным дополнительным преимуществом является то, что ток через светодиод (IOUT в предыдущем уравнении) не зависит от входного напряжения. Поэтому в нашем примере с автомобильными фарами интенсивность светодиода будет оставаться постоянной до тех пор, пока ток через светодиод остается постоянным, независимо от напряжения батареи. Это возможно, потому что PRM представляет собой переменное отрицательное сопротивление, которое может изменяться с V, что позволяет поддерживать постоянный ток. Что еще более важно, сопротивление PRM является эффективным, а не реальным, что означает, что потери мощности минимальны и не зависят от значения эффективного сопротивления. Следовательно, большая часть мощности теряется в светодиоде, что делает это решение таким же
эффективным, как и
сам светодиод.
Среди недостатков этого решения — его сложность; очевидно, это более сложное решение, чем показанное на рисунке 1, и поэтому его реализация требует большей самоотдачи и тщательного планирования. С увеличением сложности также увеличиваются затраты, поэтому это решение больше подходит для светодиодов большей мощности, для которых экономия энергии (и экономия затрат на электроэнергию для работы светодиода) компенсирует увеличение стоимости и сложности.

Вкратце, существует множество решений для питания светодиодов, от простых до сложных. Резистивные ограничители тока (рис. 1) просты и недороги, но неэффективны и непригодны для мощных светодиодов. Регулируемые источники тока (рис. 2) обеспечивают максимальную эффективность и компактность, но более дороги и сложны. Однако регулируемые источники тока обладают дополнительными преимуществами, такими как устойчивость к колебаниям входного напряжения, что может быть важным или неважным для общих целей системы. Разработчик источника питания для светодиодов должен быть знаком с различными доступными решениями для питания светодиодов, а также с общими целями системы.