led电源普及知识

无需增加成本、外围元件和印刷电路板空间，新式白光LED 驱动拓扑就能够提供业界领先的效率和简单架构的电荷泵。

系统设计人员目前面临一个艰巨的挑战，他们需要利用彩色便携式显示屏来最大限
度地提升系统功能和效率，同时又要实现成本和尺寸最小化。

现在已经到了需要为系统设计师提供一种全新的LED 驱动拓扑的时候。

白光LED 需要大约3.6伏的供电电压才能实现合适的亮度控制。

然而，大多数掌上
设备都采用锂离子电池作电源，它们在充满电之后约为4.2伏，安全放完电后约为2.8 伏，显然白光LED 不能由电池直接驱动。

替代的解决方案是使用升压电路，在需要时提高驱动的电压，从而在整个电池使用周期间内不间断地为LED 稳定供电。

LCD 显示屏中使用的LED 驱动器有两个要求。

首先它们要能准确控制和匹配每一
个LED 的亮度，这将最大限度地保持显示屏背光的一致性；其次LED 驱动器要能够把输入的电池电压升高，这将保证在整个电池的使用周期内能为LED 提供足够的驱动电压，从而延长设备的使用时间。

基于电感的LED 驱动器通常用于驱动串型连接的LED，此种结构本身就能够提供
一致的匹配。

它们还能够提供可变和优化的电压升高比例，因此具有非常高的电源转换效率。

然而，由于外部元件的尺寸和成本，以及讨厌的电磁干扰(EMI)，基于电感的LED 驱动器方案具有明显的缺陷。

体积庞大的储能电感限制了这种方案在细长和低外观的小型掌上设备中的应用。

另一方面，电荷泵型LED 驱动器则提供了一个非常好的解决方案，其外部电路只
需使用极小的电容即可。

这使之成为进一步推动消费增长的更小更薄的便携式设备的理想选择。

电荷泵上的各个电流通道使用匹配的电流独立驱动各并行连接的LED，但是，升压比
例是离散的，由不同的运行模式(倍增因子)而定。

可用的运行模式数量和当前的电池电压决定了整个电荷泵的电源效率。

常见的电荷泵方案使用二个外部飞电容来提供三种运行模式(1倍，1.5倍，2倍)来
进行升压。

随着电池的消耗，这些器件逐次提高升压参数。

在每一种升压模式中，最大输出电压等于输入电池电压乘倍增因子。

超过驱动LED 所必需的那部分电压的能量，将在电荷泵或者电流调节器中被消耗掉，这就降低了整个电路的转换效率。

嵌入更多的运行模式有助于在锂电池的整个使用周期内限制过高的电压增益，从而
提高效率。

某些电荷泵目前提供第四种运行模式(1.33倍)，按照1倍、1.33倍、1.5倍和2倍依次提高输出电压。

实现1.33倍升压的常规方法需要增加器件引脚和外部元件的数量，相应地，需要更多引脚的封装和更大面积的印刷电路板空间，这使整个解决方案的成本远高于只有三种运行模式的器件。

图1 通过增加一个1.33倍运行模式，电荷泵方案的效率相当于基于电感的方案
按照1倍、1.33倍、1.5倍和2倍顺序来提升电压的电荷泵达到了传统上基于电感的
升压转换器的效率(图1)，同时还拥有与电荷泵方案相应的低成本和小尺寸的全部好处。

此外，通过使用1.33倍运行模式，过高提升的电压被尽量限制，从而减少电源浪费和由此而产生的热损失(图2)。

图2 三模式和四模式中电源浪费对比
目前已经有一种创新的、即将获批美国专利的自适应分数电荷泵器件，该器件在保
持低成本和三模式(1倍、1.5倍和2倍)器件的简单性的同时可以实现第四种电荷泵运行模式(1.33倍)。

四模式(Quad-Mode TM)电荷泵能够提供更高的效率，同时不必增加外部元件及相关的成本和印刷电路板空间。

此外，1.33倍分数工作模式还可减少电池端的可见电流纹波。

这有助于最大限度地减少整个供电噪声，这在手机等便携式设备中是一个很重要的指标。

图3 常规的1.33倍运行模式需要三个外部飞电容
常规的1.33倍运行模式(图3)需要三个飞电容，通过使用两相转换(充电和升压)来实
现1.33倍升压。

Catalyst Semiconductor 的新型1.33倍转换架构(图4)通过增加额外的第三个
转换相来完成1.33倍升压，这就消除了通常所需外接的第三个飞电容。

图4 新的Catalyst 1.33倍运行模式架构消除了第三个飞电容
在这种新的1.33倍升压架构中(图4)，第一相动作是把飞电容C1和C2串联并通过
输入电源为它们充电，第二相动作是把与输入电源相连的电容C1与C2断开并转接至输出
端实现升压，与此同时，电容C2因与C1断开而保持浮空状态。

第三相动作是串接C1和
C2并串联于输入和输出间实现第二次升压，电容C1在这过程中是被反向接入的，因此，电容C1的正极被连接到输入电源，而电容C2的正极被连接到输出端。

通过这三相操作，C1 将被充电到输入电压的三分之一，C2将被充电到输入电压的三分之二，这就可以把输出电压升高到输入电压的三分之四(4/3)倍。

稳态输出电压可通过求解由基尔霍夫电压定理所确定的每相电压方程而得到：
第一相: VIN = VC1 + VC2 (1)
第二相: VOUT = VIN + VC1 (2)
第三相: VOUT = VIN - VC1 + VC2 (3)
将(2)替换到(3):
VIN + VC1 = VIN - VC1 + VC2 (4)
VC2 = 2 VC1 (5)
将(5)替换到(1):
VC1 = 1/3 VIN (6)
将(6)替换到(2):
VOUT = 4/3 VIN (7)
Catalyst 半导体公司的最新产品CAT3636(图5)已经包含了这种新的四模式
(Quad-Mode TM)自适应分数电荷泵交换架构。

CAT3636包含三组共6个LED 驱动通道，每
组包含两个严格稳流和匹配的通道。

通过一个单线接口(包含地址和数据) 逻辑，可以实现完整的功能和调光控制，这就可以对各个LED 组进行单独和精确的设置。

在含有主,副显示屏的彩色LCD 背光系统或RGB LED 组或闪光功能的便携式产品中,这一接口还有助于减少引脚和接口连接数量。

图5 CAT3636 LED 驱动器框图：新的四模式交换架构消除了常规方案所必需的第三个外
部飞电容
系统设计师现在可以在采用简洁的电荷泵方案的同时享有效率比美与基于电感的
方案，并且不需要增加成本、外围元件和印刷电路板面积。

由于采用了兼容RoHS 标准的微型3x3mm 低外观T QFN 封装，Catalyst CAT3636四模式自适应分数电荷泵的推出是适用于目前最新的便携式产品中的LED 驱动器的一个飞跃性进步。

分析通用市场中的高亮度LED驱动应用技术
目前，最常见的白光LED 是通过在蓝色的发光二极管上面涂上黄磷制成的。

此外，还可以将红、绿、蓝三种光互相调配做成白色LED。

LED 的发展非常迅速，现在100L/W 到120L/W 的白光LED 已经可以大量生产了。

但是，LED 驱动的发展也存在着很大的挑战，由于LED 本身就是线性元件，因此
目前主要面临的问题是：第一，正向电压随着电流和温度的变化而变化；第二，不同器件的正向电压会有差异；第三，"色点"会随着电流和温度的变化而漂移；第四，LED 必须在规范要求的范围内工作，从而实现可靠工作。

图1中展示的是LED 驱动器的基本结构，最左侧为输入部分，驱动器中有两个重要
的部分：一个是电源转换，包括非隔离型和隔离型两种；另一个是驱动器，它将输入电压转换成恒流来驱动LED。

驱动器的主要功能就是在工作条件范围内限制电流，无论输入条件
和正向电压如何变化。

除了限流之外，在制作驱动器产品的时候，我们也要考虑它的效率、成本、尺寸等诸多因素。

在效率方面，因为人的视觉系统会滤除电流纹波，所以如果开关频率达到100Hz 至150 Hz，驱动器的"恒定"电流就不需要为直流电平，而是可以采用非线性电流来驱动LED。

这样，不但可以提高效率，还可以简化电路。

图1：LED 驱动器的基本结构
离线应用
典型的离线应用包括电子镇流器、荧光灯代替品、交通信号灯、LED 灯泡、街道
和停车照明、建筑物照明、标志等。

图2是安森美公司NCP1014/28离线式第二代LED 驱动器的电路图，其中，蓝色部
分为恒定电流电路，此外还设有最高电压钳制电路，保证输出电压不会超出设计电压范围，确保安全。

NCP1014是一款离线脉宽调制(PWM)开关稳压器，具有集成的高压MOSFET，
当采用通用交流线路供电时，最高能够提供8 W 的输出功率。

其中，NCP1014 LED 驱动器是完全隔离的交流-直流转换器，针对恒流应用进行了优化。

NCP1014/NCP1028采用350
mA/22 V 直流变压器设计及700 mA/17V 的直流配置。

需要说明的是，如果针对230 V 交流线路使用另一种可选变压器，则该转换器能够提供高达19W（NCP1014）或25W（NCP1028）的功率。

图2：NCP1014/28离线式第二代LED 驱动器
在一些更大功率的应用中，如大于15W 的设计，一般单芯片驱动器会有功率限制，
所以可以考虑用分立的方法来实现。

在图3的应用中，用NCP1351加上一个新的MOSFET，
做成一个驱动器，它能支持350 mA 至1 A 的恒流。

在设计中应用NCP1351，它采用了可变频率控制器，在轻载或无负载状态下，开关频率很低，启动时具有非常低的电流损耗和很高的效率。

此外，在输出部分，还增加了恒流电路和最高电压控制电路。

图3：基于NCP1351 20W 通用输入的应用示例
图4是利用NCP4300A 的恒流恒压电路，该电路具有以下优势：电流感测电压降
仅为简单分立方式的20%；通过负载稳流精度更高，小于3%，且根据元件容限的不同会有
差异；具有专门的稳压和稳流环路，可以方便设计者设计参数；仅在最大正向电压超过36 V 时需要外挂，采用齐纳器件对NCP4300A 进行稳压。

图4：NCP4300恒流恒压反馈控制，用于反激转转器
另外还有一种降压的方法，就是非隔离型离线降压电路，这种电路模式可以提高效能。

其峰值电流控制（PCC）拓扑结构工作在深度、连续导电模式下，不但可以更好地进行电流设置，还可以充分利用动态自供电的功能，直接驱动外挂的MOSFET，同样也可以降低整个
设计成本。

针对非隔离型LED，_______在其输入方面要认真考量。

因为输入电压很高，当输出电压
很小时，会导致占空比非常窄，所以开关控制器在电流被感测到之前会有200ns 至400 ns 的前沿消隐。

因此，必须降低开关频率以适应正常操作，使输入电压通过半波整流输入电路时保持在最低值。

电路是否需要PFC 稳压，主要在于电流是否为正弦波。

PFC 的存在可以帮助改
善电网的效率。

在一些照明设备中，凡超过25W 的应用，全部需要PFC 稳压。

除了之前提到PFC 以外，在线性照明、背光效果、街道照明等应用中，还会用到
分布式直流架构。

图5中可以看到在PFC 后面有一个隔离的DC-DC，形成12V、24V 输出，
利用PWM 对光线明暗进行控制。

图5：分布式直流架构
宽输入范围直流-直流LED 应用包括：景观照明、内部低压轨道照明、太阳能照明、
交通、应急车辆、显示器/屏背光、船舶应用、便携投影仪、替换低压卤素灯、汽车应用等。

安森美NCP3065/6多模LED 驱动器（图6）是一种低成本应用，具有以下特性：
图6：NCP3065/6多模LED 驱动器器框
集成1.5 A 开关；
降压、升压和反转(降压-升压)/SEP IC
拓扑结构；
输入电压范围为3.0至40 V；
235 mV 的低反馈
基于交流或直流电源的LED 驱动电路设计实例
根据具体应用的不同，LED 可能会采用不同的电源来供电，如交流线路、太阳能板、12 V 汽车电池、直流电源或低压交流系统，甚至是基于碱和镍的电池或锂离子电池等。

1)采用交流离线电源为LED 供电
在采用交流离线电源为LED 供电的应用中，涉及到众多不同的应用场合，如电子镇流
器、荧光灯替代、交通信号灯、LED 灯泡、街道和停车照明、建筑物照明、障碍灯和标志等。

在这些从交流主电源驱动大功率LED 的应用中，有两种常见的电源转换技术，即在需要电流隔离(galvan ic isolation)时使用反激转换器，或在不需要隔离时使用较为简单的降压
拓扑结构。

在反激转换器方面，根据输出功率的不同，可以采用安森美半导体的不同反激转换器。

例如，安森美半导体的NCP1013适合于功率高达5 W(电流为350 mA、700 mA 或1 A)的紧
凑型设计应用，NCP1014/1028可以提供高达8 W 的连续输出功率，而NCP1351则适合于
大于15 W 的较大功率通用应用。

以NCP1014/1028为例，这是安森美半导体推出的离线式PWM 开关稳压器，具有集成
的700 V 高压MOSFET，均采用350 mA/22 Vdc 变压器设计及700 mA/17 Vdc 配置，输入
电压范围为90至265 V ac，具有输出开路电压钳位、采用频率抖动减少电磁干扰(EMI)信号以及内置热关闭保护等特性，适合于LED 镇流器、建筑物照明、显示器背光、标志和通道照明及作业灯等应用。

NCP1014/1028的应用设计示意图如下面的图1所示。

值得一提的是，这设计具有开路输出保护功能，会在开路时将输出钳位至24 V 电压。

在这设计中，电流和开路电压能够通过简单地改变电阻/齐纳二极管组合来调整。

值得一提的是，如果针对230 Vac 交流线路使用另一种可选变压器，则NCP1014能够提供高达19 W 的功率，NCP1028
能够提供高达25 W 的功率。

图1：安森美半导体离线式第二代LED 驱动器NCP1014/1028的应用示意图。

在照明应用中，如果输出功率要求高于25 W，LED 驱动器则面临着功率因数校正(PFC)
的问题。

例如，欧盟的国际电工委员会(IEC)针对照明(功率大于25 W)的要求中具有针对总谐波失真(THD)的规定。

而在美国，能源部“能源之星”项目固态照明标准中对PFC 带有强制性要求(而无论是何种功率等级)，即针对住宅应用部分要求功率因数高于0.7，而针对商业应用部分要求功率因数高于0.9。

这标准属于自愿遵守的标准，并非强制性要求，但有些应用可能需要良好的功率因数。

例如，公营事业机构将推动LED 的大规模应用，应用在公用设施级别的LED 可望拥有较高功率因数；而且公营事业机构拥有或提供LED 街灯服务时，LED 是否具有较高功率因数(通常大于0.95)取决于公营事业机构的意愿，如果他们愿意，则相应的LED 驱动解决方案必须满足这方面的要求。

图2：需要PFC 的LED 驱动应用中不同架构对比。

在这类可能需要采用PFC 控制器的应用中，传统的解决方案是PFC 控制器+PWM 控
制器的两段式方案。

这种方案支持模块化，且认证简单，但在总体能效方面会有折衷，如假设交流-直流(AC-DC)段的能效为87%至90%，直流-直流(DC-DC)段能效为85%至90%，则
总能效仅为74%至81%。

随着LED 技术的持续改进，这种架构预计将转化为更加优化、更
高能效的方案。

根据要求的不同，有多种可供选择的方案，如：PFC+非隔离降压、PFC+
非隔离反激或半桥LLC、NCP1651/NCP1652单段式PFC 方案。

另一方面，如上所述，在不需要隔离的应用中，可以采用较为简单的降压拓扑结构，这
种结构所使用的电感比变压器小得多，而且只需要很少的元件来实现这种解决方案。

这种架构采用的是峰值电流控制(PCC)模式，工作在深度连续导电模式(CCM)。

这种架构具有多种优势，如可以消除使用大电解输出电容、具有“良好”稳流的简单控制原理，以及能够充分利
用安森美半导体的动态自供电(DSS)技术能力来直接从交流线路为驱动器供电。

图3显示的是安森美半导体NCP1216 PWM 电流模式控制器的应用设计示意图。

图3：采用峰值电流控制的NCP1216非隔离型离线式LED 驱动应用。

它充分利用高压工艺技术的优势，从交流主电源直接为控制器供电，进一步简化了电路。

这设计适合120 Vac 条件，若要用于230 Vac 条件，则需要变更少许元件，如功率FET 和电容。

由于这是一种非隔离型AC-DC 设计，所以存在高压。

而且这是一项浮动设计，IC 和LED 并非对地参考。

在对器件进行供电之前，LED 必须连接至电路板。

对于这类降压控制方式而言，当控制的LED 数量减少时，它的一项局限就会出现，因
为这时占空比会变得极窄。

而且开关控制器在电流被感测到之前会有200至400 ns 的前沿消隐电路。

在这种情况下，必须降低开关频率来适应正常操作，并通过半波整流输入电路将电压保持在最低值。

在这种方法中，基本架构能够通过元件修改来轻易扩展，从而也能驱动更长的LED 串。

2)采用宽输入范围的直流-直流(DC-DC)电源为LED 供电
有一系列高亮度LED 应用工作在8至40 VDC 范围的电源，这些电源包括铅酸电池、
12-36 VDC 适配器、太阳能电池以及低压的12 和24 VAC 交流系统。

这类的照明应用众多，如活动式照明、景观和道路照明、汽车和交通照明、太阳能供电照明，以及陈列柜照明等。

表1：宽输入范围的DC-DC LED 应用。

即使目标是采用恒定电流驱动LED，首先要理解的事件就是应用的输入和输出电压变
化。

LED 的正向电压由材料特性、结温度范围、驱动电流和制造容限决定。

凭借这些信息，就可以选择恰当的线性或开关电源拓扑结构，如线性、降压、升压或降压-升压等。

而安森美半导体的NCP3065/3066是一种多模式LED 控制器，它集成1.5 A 开关，可以设置成降压、升压、反转(降压-升压)/单端初级电感转换器(SEPIC)等多种拓扑结构。

NCP3065/3066 的输入电压范围为3.0至40 V，具有235 mV 的低反馈电压，工作频率可调节，最高250 kHz。

其它特性包括：能进行逐周期电流限制、不需要控制环路补偿、可采用所有陶瓷输出电容工作、具有模拟和数字PWM 调光能力、发生磁滞时内部热关闭等。

图4：安森美半导体NCP3065在LED 恒流降压控制应用中的示意图。

为LED提供保护
如前所述，LED 是一种使用寿命极长的光源(可长达5万小时)。

除了需要针对具体的LED
应用选择适合的LED 驱动解决方案，还需要为LED 提供适当的保护，因为偶尔LED 也会
失效。

其原因多种多样，可能是因为LED 早期失效，也可能是因为局部的组装缺陷或是因瞬态现象导致失效。

必须对这些可能的失效提供预防措施，特别是因为某些应用属于关键应用(故障停机成本高)，或是安全攸关的应用(如头灯、灯塔、桥梁、飞行器、飞机跑道等)，或是在地理上难于接近的应用(维护困难)等。

在这方面，可以采用安森美半导体的NUD4700 LED 分流保护解决方案。

图5是这种分
流保护解决方案的应用及原理示意图。

图5：安森美半导体NUD4700 LED 开路分流保护器的应用示意图。

在LED 正常工作时，泄漏电流仅为近100 μA；而在遭遇瞬态或浪涌条件时，LED 就会
开路，这时NUD4700分流保护器所在的分流通道激活，所带来的压降仅为1.0 V，将带给电路的影响尽可能地减小。

这器件采用节省空间的小型封装，设计用于1 W LED(额定电流为350 mA@ 3 V)，如果散热处理恰当，也支持大于1 A 电流的操作。

总结
相较于白炽灯等传统光源，LED 具有能效高、寿命长、指向性好等众多优势，越来越
受业界青睐用于通用照明市场。

而LED 在通用照明市场的应用涉及多方面的要求，需要从系统的角度去考虑，如光源、电源转换、LED 控制和驱动、散热和光学等。

适用于汽车应用的高亮度LED 驱动电路
近年来高亮度LED 应用发展神速，特别是在指示牌、交通信号灯方面。

而对汽车应用来说，LED 亦有极大的吸引力，长寿命、抗震、高效、对光源良好的控制能力，都是它的优势。

当然，相对于白炽灯，LED 需要驱动电路，还有汽车电气是靠酸铅蓄电池供电的，是机械驱动的交流发电机充电，这类电池适合白炽灯，不适用LED，因此，设计一种稳压性能良
好而又低噪声的驱动电路是十分必要的。

理论上，LED 光输出与驱动电流有关，而与电源电压无关。

最对低要求应用，如果电
源电压稳定的话，一个电阻就可限制电流。

值得注意的是，对这种最简单的应用电路，LED 在一定程度上显示出自稳定特性。

亦即，若温度升高的话，LED 的光输出减少，但同时其正向压降亦降低，使驱动电流增加，从而补偿了较高温度下光输出的减少。

遗憾的是，汽车电源的变化范围是很大的，在8V-18V 之间，峰值电压可达几十伏。

此外，高亮度LED 驱动电流大，会在电阻上产生大量的热量，使散热设计复杂化。

相对简单的方案是使用线性降压稳压器(图1)，D1是一个稳压二极管，通过LED 的电流
设定为VD1/RSET。

D2对基极二极管进行湿度补偿。

这个电路仍然存在能量损失问题和电
阻散热问题。

对于低电流LED，尤其是串联后的LED 正向压降和稍低于电源电压的场合，
这个电路不失为经济有效的方案。

在多数场合，开关电源提供一种更佳的电气解决方案。

顾名思义，开关电源是开关工作的，在一个周期，对RLC 电路充电;在下一个周期，存储的能量用来驱动负载。

这类电路效率极高，一般都能达到90%以上，开关稳压器能提升电压，降低电压，还能产生极性相反的电压，这是线性稳压器所不具备的。

最简单的开关稳压器是图2所示的降压稳压器，输入电压与LED 电压之间的压差对电感
L 充电，电流随之增加，当流达到预设的值时，控制电路将串联的晶体管关闭，在LED 通路形成一个交变电流。

注意，在LED 驱动应用中，开关稳压电路控制电流的峰值。

这个值由可编程IC 或外部元件来设定。

电流值也由FET 开关漏极上检测电阻来定义。

降压稳压器流过LED 的电流是连续的，但是交变的，而对电源而言是不连续的，这对电源工作会产生一事实上的影响，也增加了电源线上的噪声。

如果电源电压低于所有LED 串联电压和，就要选用升压稳压器。

升压稳压器(图3)既要
控制电流，又要控制电压，电路相对复杂些。

升压稳压器在大电流情况下同样存在严重的干扰问题。

因而最稳定又最安全的LED 驱动器可采用升压与降压相结合的形式。

一个升压稳压器可驱动几个并联的降压稳压器。

这样，面对电源的是性能良好的升压稳压器，而在负载端则是高电流输出的降压稳压器。

所有开关电源都会产生噪声，电压型稳压器可以提高工作频率，在输出端用大电容来滤
波，LED 电源是稳流型的，降低噪声就得采取如下措施：
&mid dot;降低工作频率。

·开关晶体管应用放置在电路板的中心区域。

·快速恢复二极管。

·LED 区不要形成电流环路。

·缩短电缆和印制电路板上走线。

除了上述措施，新的方案也有助降低驱动电源的噪声。

Melexis 公司的MLX10801和
MLX10803 LED 驱动器采用伪随机开关频率发生器来降低电气噪声。

图4是低噪声应用的电路实例，它符合CISPR25的5级标准，这里CISPR 是国际无线电干扰特别委员法文的缩写。

工作电感L1应根据开关频率和LED 电流来确定。

为了方便用户设计，公司还提供了一个软件和Excel 表格，用来选取ROSC、RSET 和RSENSE。

对图4电路，开关频率应低于150KHz，若LED 电流在0.5-1A 之间，L1与L2为100?H。

噪声是宽带的，因而滤波电容采用大、小相结合的方案。

二极管D1是高频噪声的主要来源，应仔细选择，在电源电压低于100V 时，可使用肖特基二级管。

GaAs 与GaAs PLED 的光输出强度与结温密切相关，例如LED 在25℃输出100%的话，
在80℃时只有80%。

驱动器设置了温度斜度补偿电路，实际上一个PTC 或NTC 电阻便可
解决问题，利用PTC 的温度系数来平衡LED 的光输出。

为了保护LED，在温度高于80℃，
可以在器件的输入端增加一个NTC 电阻。

(编辑:光明)
加速调光频率PWM实现精准LED调光
无论LED 是经由降压、升压、降压/升压或线性稳压器驱动，连接每一个驱动电路最常见的线程就是须要控制光的输出。

现今仅有很少数的应用只需要开和关的简单功能，绝大多数都需要从0～100%去微调光度。

目前，针对光度控制方面，主要的两种解决方案为线性调节LED 的电流(模拟调光)或在肉眼无法察觉的高频下，让驱动电流从0到目标电流值之间来回切换(数字调光)。

利用脉冲宽度调变(PWM)来设定循环和工作周期可能是实现数字调光的最简单的方法，原因是相同的技术可以用来控制大部分的开关转换器。

PWM 调光能调配准确色光
一般来说，模拟调光比较容易实行，这是因为LED 驱动器的输出电流变化与控制电压
成比例，而且模拟调光也不会引发额外的电磁兼容性(EMC)/电磁干扰(EMI)潜在频率问题。

然而，大部分设计采用PWM 调光的理由都是基于LED 的基本特性，即放射光的位移是与
平均驱动电流的大小成比例(图1)。

对于单色LED 来说，主要光波的波长会发生变化，而在白光LED 方面，出现变化的是相对色温(CCT)。

对于人们的肉眼来说，很难察觉出红、绿
或蓝光LED 中的奈米波长变化，尤其是当光的强度也同样在改变，但是白光的色温变化则比较容易察觉出来。

大多数的白光LED 都包含一片可放射出蓝光频谱光子的晶圆，这些光子在撞击磷光涂层后便会放射出各种可见光范围内的光子。

在较小的电流下，磷光会成为主导并使光线偏向黄色；而在较大电流下，LED 放射出来的蓝光则较多，使得光线偏向蓝色，同时也会产生较高的CCT。

对于使用超过一个白光LED 的应用，在两个相邻LED 之间出
现的CCT 差异会很明显，且视觉令人不悦，此概念可以进一步延伸将多个单色LED 光线混和在一起的光源。

一旦超过一个光源，任何出现在它们之间的CCT 差异都会令人感到刺眼。

图1 采用PWM 调光的LED 驱动器及波形
LED 制造商会在其产品的电流特性表中指定驱动电流的大小，其只会在这些特定电流
条件下对产品的主波长或CCT 提供保证。

PWM 调光的优点在于完全毋须考虑光的强弱，
也能确保LED 放射出设计人员所需的颜色。

这种精确的控制对于红绿蓝(RGB)应用尤其重。