一、正向电流调节方式
要改变LED的亮度，首先想到的是改变流过它的正向电流，因为LED的亮度是与它的正向电流接近正比例关系。Cree公司生产的XLampXP-G系列LED的输出相对光强和正向电流的关系如图1所示。
1.调节正向电流的方法
调节LED的电流最简单的方法就是改变和LED串联的电流检测电阻。绝大多数DC-DC恒流芯片都设有一个检测电流的端口，常用“CS"表示，如图2所示。该端口将检测到的电压和芯片内部的参考电压比较，从而控制输出电流，使之恒定。
通常，电流检测电阻的阻值很小，一般为零点几欧姆。如果要在光源开关中装一个零点几欧姆的电位器来调节电流是不大可能的，因为引线电阻已有零点几欧姆。因此，部分芯片设有一个控制电压接口，改变输人的控制电压从而改变其输出恒流值，例如凌特公司的LT3478芯片，如图3所示，只要改变R1和R2的比值，就可以改变其输出的恒流值。
(1)会出现LED色谱偏移现象在通过调节正向电流改变LED亮度时，也会改变LED的光谱和色温。因为目前所用的白光LED大多采用蓝光LED激发黄色荧光粉发光方式，当正向电流减小时，蓝光LED亮度增加而黄色荧光粉的厚度并没有按比例减薄，从而使其发出的光的光谱的主波长增长。主波长和正向电流的关系如图4所示。
另外，正向电流的改变也会引起色温的变化。白光LED的色温和正向电流的关系如图5所示。当正向电流为350mA时，色温为5734K，而正向电流增加到350mA时，色温就偏移到5636K;电流再进步减小时，色温会向暖色变化。当然，上述问题在一般的实际照明中可能不算是一个大问题，但是在采用RGB的LED系统中或液晶彩电的LED背光源中，彩色的偏移就算是一个大问题，因为人眼对彩色的偏差十分敏感。
(2)可能导致LED恒流驱动电路无法正常工作
LED光源通常采用DC-DC恒流驱动。恒流驱动电路通常分为升压型、降压型和升降压型三大类。由于升降压型效率低、价钱贵，实际中很少采用。究竟采用升压型还是降压型由电源电压和LED负载电压之间的关系决定。假如电源电压低于负载电压就采用升压型;若电源电压高于负载电压就采用降压型。LED的正向电压是由其正向电流决定的。
LED的优安特性曲线如图6所示，正向电流的变化必然会引起正向电压的相应变化，确切地说，正向电流的减小也会引起正向电压的减小。在调低LED的正向电流时，从图6可知，LED的正向电压也就跟着降低，这就会改变电源电压和负载电压之间的关系。
例如:在一个输人电压为24V的LED光源中，采用8颗1W的大功率LED串联。在正向电流为350mA时，每个LED的正向电压是3.3V，那么8颗串联后的总电压就是26.4V，比输人电压高，所以这时应该采用升压型恒流源。若调光时，把电流降到100mA，此时每只LED的正向电压只有2.8V，8颗LED串联后总电压为22.4V，负载电压低于电源电压，应该采用降压型恒流源。这样一来;原配的升压型恒流源就根本无法正常工作，会出现LED闪烁现象。
提示:对于采用升压型恒流驱动电路而言，若采用正向电流调光方式，当调低LED亮度使LED负载电压低于电源电压时，会出现LED亮度闪烁现象。
若采用降压型恒流驱动，如果将LED的正向电流调得非常低，LED的负载电压也将变得很低，这时在驱动电路两端的压降比非常大，很容易超出该驱动电路的正常工作范围，使之无法正常工作，从而出现LED亮度闪烁现象。
值得一提的是，虽然调低LED光源亮度降低了恒流源的输出功率，但会引起降压型恒流源的功耗加大温升增高，其原因如下:在降低LED正向电流时，LED灯组的总正向电压降低会使降压比降低，而降压型恒流源的效率与降压比有关，降压比越大，效率越低，损耗在芯片上的功耗越大。
SLM2842J的效率和降压比的关系曲线如图7所示，输人电压为35V ，输出电流为2A，当输出电压为30V时，效率可以高达97.8%;当输出电压降低到20V时，效率就降为96%;当输出电压降低为10V时，效率就降低为92%。在上述三种情况下，尽管其输出功率依次为60W、40W和20W，但是其损耗功率却依次为1.2W、1.6W和1.6W，后两种情况的功耗增大了33%。假如恒流模块的散热系统设计为临界状态，增加33%的耗散功率就有可能会使芯片的结温升高，以致发生过温保护而无法工作，严重时还可能导致芯片烧毁。
提示:对于采用降压型恒流驱动电路而言，若采用正向电流调光方式，让LED长时间工作于低亮度状态，会使降压型恒流驱动电路效率降低，温升增高，故障率增加。
(3)无法得到精确的调光效果
由于LED的正向电流和发光强度并不是真正的正比例关系，并且不同的LED会有不同的正向电流和光强输出关系曲线，所以采用正向电流调节方式很难实现精确的光强输出控制。
二、脉宽调制 (PWM)方式
LED类属二极管，可以快速开/关，且开关速度可以高达微秒级，是任何发光器件所无法比拟的。因此，只要把电源改成脉冲恒流源，用改变脉冲宽度的方法，就可以改变其亮度。这种方法称为脉宽调制(PWM)调光法。
脉宽调制的波形如图8所示，脉冲的周期为tpwm，脉冲宽度为ton，那么其工作比D(又称为占空比或孔度比)就是ton/tpwm，改变恒流源脉冲的工作比就可以改变LED的亮度。
1.实现PWM调光的方法
具体实现PWM调光的方法就是在LED的负载中串人一个MOS开关管，这串LED的阳极用一个恒流源供电，如图9所示。控制芯片输出-一个PWM信号加到MOS管的栅极，让MOS管工作于开关状态，从而快速地开/关这串LED，以实现调光功能。不少恒流控制芯片本身就带一个PWM接口，可以直接接受PWM调光信号，再输出脉冲控制MOS开关管。
2.PWM调光的频率
选择若PWM调光脉宽频率选择得较低，人眼就会感到闪烁。为了充分利用人眼的视觉残留特性，其工作频率应当高于100Hz，最好为200Hz。 虽然脉冲频率高于100Hz后人眼无法察觉其闪烁，但这个频率仍在人耳的听觉范围(20Hz~20kHz)内，这时候有可能会听到“咝咝”的声音(调光引起的啸叫声)。消除这个噪声主要有以下两种方法:一是把开关频率提高到20kHz以上，跳出人耳听觉的范围。但是频率过高也会引起一些问题，因为各种寄生参数的影响，会使脉冲波形(前后沿)产生畸变，这就降低了调光的精确度。另一种方法是找出发声的器件而加以处理。实际上，电路中的主要发声器件是输出端的陶瓷电城容，因为陶瓷电容通常是由高介电常数的陶瓷制成，这类陶瓷都具有压电特性，在数百赫兹的脉冲作用下，就会产生机械振动从而发声，解决的方法是采用钽电容来代替。不过，高耐压的钽电容价格较贵，会增加一些成本。
3.PWM调光的优点
PWM调光方式不会产生LED色谱偏移现象，因为流过LED的电流在OA与正常值之间跳变;该方式并不改变恒流源的工作条件(升压比或降压比)，不可能使恒流源出现过热现象;即使在很大范围内调光，也不会发生LED闪烁现象，并且具有极高的调光精确度。
另外，由于数字信号很容易转换成PWM信号，因此该方式容易与数字控制技术相结合，从而实现自动调光(又称智能调光)功能，现已广泛用于道路办公室、商场、学校等公共场所的LED照明系统中，下面举例说明。
在LED路灯照明中，为了节约电能，通常的做法是在晚上12点后关灯或者将亮度降为一半，但是最合理的做法是根据交通流量来控制LED路灯的亮度。
一款LED路灯亮度控制曲线如图10所示。为了实现这种智能调光，只需把这一曲线输入到一个单片机内，单片机根据这个曲线输出对应PWM的调光信号，控制恒流驱动电路即可。
另外，在一些需自动根据环境光强度调节LED亮度的系统中，大多采用光敏自动调节技术，以减小在强光下不必要的电能消耗。
一款采用光敏自动调节技术的LED照明控制电路框图如图11所示。光敏元件的作用是感受周围的环境光，如果环境光亮度够强，那么该控制电路就会输出一个PWM信号到所有靠近强环境光的LED灯具，把它们的亮度调暗。一个调光信号发生器可以调节很多LeD灯具，只要这些灯具的恒流驱动源带有PWM调光控制接口。这种调光系统本身的效率高达92%。这种全自动的自适应节能调光是荧光灯、节能灯、高压钠灯等气体放电管根本无法实现的，而这却是LED灯具最擅长的。
三、可控硅调光方式
前面两种方法是采用直流电源LED的调光方案，下面介绍采用交流电源的LED调光方案。
在介绍之前，先说说普通白炽灯和卤素灯通常采用交流电源的调光方案一可控硅调光方式。白炽灯和卤素灯是一个纯电阻器件，它不要求输入电压一定是正弦波，因为它的电流波形永远和电压波形一样，所以不管电压波形如何偏离正弦波，只要改变输人电压的有效值，就可以实现调光。
可控硅调光就是对交流电的正弦波加以切割，从而达到改变其有效值的目的，其电路原理图如图12所示。虚线部分就是安装在墙上的可控硅调光开关，A、B之间的电阻R就是白炽灯负载，即负载是和可控硅开关是串联的。
改变可调电阻W的连入电路的阻值就可改变可控硅的导通角，从而改变加在R两端的交流电压的有效值，达到调光的目的。通常电位器w带一个开关，接在交流电压的输入端，用于开/关灯。
1.可控硅调光的缺点
可控硅电路破坏了正弦波的波形，从而降低了功率因数值(PF)，通常PF低于0.5，并且导通角越小，功率因数越低;同时，非正弦波形增大了谐波系数，会在线路上产生严重的干扰信号(EMI)。
另外，可控硅调光方式在负载较轻时易出现不稳定现象，为此还必须加上一只泄流电阻， 而这个泄流电阻至少有一两瓦的功率消耗。
2.LED的可控硅调光方式
虽然可控硅调光方式存在上述缺点和问题，但是其电路简单，成本低廉，绝大多数的白炽灯、卤素灯均采用该调光方式。如果想用LED取代可控硅调光的白炽灯和卤素灯，则要求LED的调光也要和可控硅调光兼容。具体来说，在-一些已经安装了可控硅调光的白炽灯或卤素灯的地方，墙上已经安装了可控硅的调光开关和旋钮，墙壁里也已经安装了通向灯具的两根连接线。要更换墙上的可控硅开关且增加连接线的数目都不是那么容易，最简单的方法就是什么都不变，只要把灯头上的白炽灯拧下，换上带有兼容可控硅调光功能的LED灯泡即可。这一思路就像市场上的LED日光灯一样，做成和现在的T10、T8荧光灯尺寸、大小完全一样，如图13所示，不需要专业电工，普通用户就可以直接更换，这样才可能很快普及。
如果将普通可控硅调光电路用于LED驱动电源中，LED驱动电源会发出噪声，LED灯组会闪烁，其原因是LED驱动电源中输人端的LC滤波器会使可控碓产生振荡。这种振荡对于白炽灯是无所谓的，因为白炽灯的热惯性使得人眼根本看不出这种振荡，但是对于LED来讲就相当明显了。
综上所述;要实现LED的可控硅调光方式，就得对LED的驱动电路重新设计。为此，国外很多厂家已开发出多款可以兼容可控硅调光方式的LED驱动IC。目前，市面上主要有以下四种兼容可控硅调光的LED驱动IC:恩智浦的SSL2101/2，国半的LM3445，iWatt的iW3610和OnSemi的NCL3000，各IC的主要特点见表1。
值得一提的是，尽管多个大芯片公司都推出了兼容现有可控硅调光方式的芯片和解决方案，但是这类解决方案是不值得推荐的，主要原因如下: 1.可控硅技术是具有半个多世纪的陈旧技术，它具有很多缺点，是一种早该淘汰的技术。2.很多芯片自称具有PFC功能，可以改善功率因数，实际上，它只改善了作为可控硅负载的功率因数，使它们看上去接近纯电阻的白炽灯和卤素灯，并没有改善包括可控硅在内的整个系统的功率因数。3.所有兼容可控硅的LED调光系统的整体效率都十分低下，有些还没有考虑为了稳定工作而需要的泄流电阻的损耗，完全丢弃了LED的高能效特点。4.所有的可控硅LED调光系统也都是采用调节LED的正向电流的方式，仍存在前面所述的LED色谱偏移等缺点。5. 绝大多数安装可控硅调光的都是台灯、床头灯立灯，与之配套的有几十种不同规格的可控硅和晶体管调光开关，现已开发的IC根本不可能兼容所有的可控硅开关，而只能兼容其中的一小部分。总之，LED是一-种全新的新技术产品，有着无可比拟的优越性，完全没有必要为了照顾落后的可控硅而牺牲自身的优点。
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