LED 的伏安特性
所謂LED的伏安特性，即是流過LED P-N結（可參考LED革命,革命一文）的電流隨電壓變化的特性，在示波器上能十分形象地展示這種變化，一根完整的伏安曲線包括正向特性與反向特性。通常，反向特性曲線變化較為陡峭，當電壓超過某個閾值時，電流會出現指數式上升，從而擊穿LED P-N結。而LED的正向電壓也是由其正向電流決定的。從LED的伏安特性可知，正向電流的變化會引起正向電壓的相應變化，確切地說，正向電流的減小也會引起正向電壓的減小。所以在把電流調低的時候，LED的電壓也就跟著降低，這就會改變電源電壓和負載電壓之間的關係。
因此從LED的伏安特性，我們可得知LED光源的調光不能夠簡單用降低LED的輸入電壓或輸入電流來實現，另外LED的正弦波的波形有別於白熾燈的波形，因此也不能簡單得通過改變其導通角，從而實現改變其有效值（有效調光）的目的。
為了讓大家更容易理解以上的觀點，舉例如下：
例如，在一個輸入為24V的LED燈具中，採用了8顆1W的大功率LED串聯起來。在正向電流為350mA時，每個LED的正向電壓是3.3V，那麼8顆串聯就是26.4V，因此負載電壓比輸入電壓高，所以應該採用>24V的恆流源。但是，為了要調光，把電流降到100mA，這時候的正向電壓只有2.8V，8顆串聯為22.4V，負載電壓就變成低於輸入電壓，這樣>24V的恆流源就根本無法工作，最後LED就會出現閃爍現象。
這時你可能會選用可降壓型（寬電壓）恆流源，例如10V-30V恆流源來進行調光，但是這種可降壓型（寬電壓）恆流源如果調到一個低的正向電壓，LED的負載電流也變得很低，因此降壓比非常大，超出了這種可降壓型（寬電壓）恆流源的正常工作範圍，也會使它無法工作而產生閃爍。另外可降壓型（寬電壓）恆流源長時間工作於低亮度，會使可其效率降低及溫升增高而無法工作，因為可降壓型（寬電壓）恆流源的效率是和降壓比有關的，降壓比越大，效率越低，損耗在晶元上的功耗越大，從而會損害恆流源及LED光源的壽命。很多人因為不了解其中的問題，還總要去從調光的電路里去找問題，那是徒勞無益的。LED可控硅調光
普通的白熾燈和鹵素燈通常採用可控硅來調光。因為白熾燈和鹵素燈是一個純電阻器件，它不要求輸入電壓一定是正弦波，因為它的電流波形永遠和電壓波形一樣，所以不管電壓波形如何偏離正弦波，只要改變輸入電壓的有效值，就可以調光。
然而可控硅調光對LED光源的調節會產生意想不到的問題，那就是輸入端的LC濾波器會使可控硅產生振蕩，這種振蕩對於白熾燈是無所謂的，因為白熾燈的熱慣性使得人眼根本看不出這種振蕩，但是對於LED的驅動電源就會產生音頻雜訊和閃爍。另外可控硅調光會破壞正弦波的波形，從而降低了其功率因素值（通常低於0.5），因此可控硅調光大大降低了LED的系統效率。而且可控硅調光的波形加大了諧波係數，非正弦的波形會在線路上產生嚴重的干擾信號(EMI)污染電網，嚴重的會使電網癱瘓。
讀到此處，你可能會問：“降低電壓或電流及可控硅調光方式都不適合LED光源調光，那麼什麼方式才是最合適的呢？”。
是模擬（1-10V）調光方式嗎？不是。模擬調光面臨著一個嚴峻的挑戰，這就是輸出電流精度。幾乎每個LED驅動都要用到某種串聯電阻來辨別電流，而模擬（1-10V）調光碟機動中的容差、偏移和延遲導致了一個相對固定的誤差, 這樣就會反過來降低輸出電流的精度，最終輸出電流無法指定、控制或保證。因此保證LED光源的調光效果，其中重要的一點是在一個閉環系統中降低輸出電流誤差，提高電流精確度。
PWM(脈寬調製)調光方式可以很好的解決以上問題，因為LED是一個二極體，它可以實現快速開關，它可允許的開關速度可以高達微秒以上，是任何發光器件所無法比擬的。因此，只要把電源改成脈衝恆流源，用改變脈衝寬度的方法，就可以改變其亮度，這種方法稱為脈寬調製（PWM）調光法。這種調光方式就像一個以高達微秒以上開關的水閘，由於該水閘開關頻率很快，快到我們無法用肉眼識別其開關的狀態，其結果是我們只能夠通下游水量的多少，才能識別其開關頻率的快慢。另外由於該水閘改變的是輸出水流的占空比（水流有效流量），不改變水流的瞬間水壓及瞬間流量，因此該水閘的高達微秒以上開關動作不會影響水力發電的工作，因為瞬間水壓及瞬間流量不變，改變的是下流的水量及發電的總量。因此，以此類推PWM(脈寬調製)調光方式不改變輸入LED PN結的瞬間電壓及瞬間電流，改變的是輸出電流的占空比，從而改變其亮度。因此，LED PWM(脈寬調製)調光方式還有以下的優點：
1、不會產生任何LED色譜偏移，因為LED始終工作在滿幅度電流和0之間。
2、有極高的調光精確度，因為脈衝波形完全可以控制到很高的精度，所以很容易實現萬分之一的精度。
3、即使在很大範圍內調光，也不會發生閃爍現象。因為不會改變恆流源的工作條件（升壓比或降壓比），更不可能發生過熱等問題。
4、可以和數字（DALI/DSI/DMX 512）控制技術相結合來進行控制，因為數字控制信號很容易變換成為一個PWM信號。
雖然LED PWM(脈寬調製)調光方式有很多優點，但是需要注意以下兩個問題：
1、脈衝頻率的選擇，因為LED是處於快速開關狀態，假如工作頻率很低，人眼就會感到閃爍。為了充分利用人眼的視覺殘留現象，它的工作頻率應當高於100Hz，最好為200Hz。
2、消除調光引起的嘯聲，雖然200Hz以上人眼無法察覺，可是一直到20kHz卻都是人耳聽覺的範圍。這時候就有可能會聽到絲絲的聲音。解決這個問題有兩種方法，一是把開關頻率提高到20kHz以上，跳出人耳聽覺的範圍。另一種方法是找出發聲的器件而加以處理。
目前已經有些生產LED可調光電源，驅動器及數字控制系統的廠家已經很好得解決了上述問題，如銳高（Tridonic）公司的LED可調光電源及驅動器都採用PWM(脈寬調製)調光技術，其控制信號均採用DALI(數字可定址的照明介面)技術,並結合數字照明控制系統，實現全數字化的LED控制產品線。另外TRIDONIC（銳高）最新的基於PL-LED技術的LED光引擎產品。PL-LED是指TRIDONIC的LED熒光粉創新技術，該技術可以實現在同一LED光源內顏色及色溫的變化，同時可以通過軟體選定固定的色溫（例如：2700K-6200K）或顏色(例如：RGB)並進行調光控制，目前LED應用數字調光技術的最高境界。 LED數字（DALI）調光介面
好的LED光源調光技術需要有好的LED控制信號技術來匹配及配合，才能成為一個行之有效，穩定可靠的系統。之前提到了LED PWM(脈寬調製)調光方式有一個突出的優點，數字控制信號很容易變換成為一個PWM信號。而在照明的數字控制信號中，DALI(數字可定址的照明介面)有著其他照明數字控制信號無可比擬的優越性，且也是目前數字控制信號應用在照明行業的主流，開放的國際標準。因此PWM(脈寬調製)調光方式與DALI(數字可定址的照明介面) 的匹配可謂是“好馬配好鞍”，各自發揮著自身的優勢，PWM(脈寬調製)調光技術解決好LED光源的最終調光難題，DALI(數字可定址的照明介面)技術解決了每個LED燈具的控制，反饋及組網。
DALI(數字可定址的照明介面)技術的最大特點是單個燈具具有獨立地址，通過DALI系統軟體可對單燈或任意的燈組進行精確的調光及開關控制，不論這些燈具在強電上是同一個迴路或不同迴路。即照明控制上與強電迴路無關，DALI系統軟體可對同一強電迴路或不同迴路上的單或多個燈具進行獨立定址，從而實現單獨控制和任意分組。這一理念為照明控制帶來極大的靈活性，用戶可根據需要隨心所欲地設計滿足其需求的照明方案，甚至在安裝結束后的運行過程中仍可任意修改控制要求，而無須對線路做任何改動。
銳高（Tridonic）公司在1991年推出了世界第一款數字調光技術DSI介面（Digital Serial interface）技術，而DALI是在 DSI介面（Digital Serial interface）技術的基礎上發展起來的目前最新型的可調光數字技術，2000年銳高（Tridonic）公司匯同其他的製造商制訂了DALI的工業標準，並納入IEC60929，保證不同的製造廠生產的DALI設備能全部兼容，並於2001年成立世界DALI協會。通過DALI技術的推出及應用，目前DALI已成為歐洲數字調光的主流標準。
以下是PWM(脈寬調製)調光方式結合DALI(數字可定址的照明介面)的應用優勢
1、設計簡單易行：
設計中只要通過數字信號介面相互連接，並聯到2芯控制線上。所有分組和場景均可在安裝調試時通過計算機軟體編程，不僅節約了布線成本，對於設計修改、重新布局和分隔也只需更改軟體設置而不需重新布線，非常簡單易行。 2、安裝簡單經濟：
DALI控制線對線材無特殊要求，安裝時也無極性要求，只要求主電源線與控制線隔離開， 控制線無需屏蔽， 要注意的是當控制線上電流在250mA，線長300米時壓降不超過2V。控制線和電源線可并行，無需另外埋線。設計緊湊的控制組件無需專門的控制櫃，因此安裝簡便且經濟。
3、操作簡單方便：
DAL I 控制介面的PWM LED驅動器可自動處理燈絲預熱， 點燃，調光、開關，故障檢測等功能，用戶界面是十分友好的，用戶無需對此理解很深就能操作控制，如發送一個改變現行場景的命令，各個相關的LED驅動器根據現行亮度與場景要求亮度之差，各自計算調光速率以達到所有LED光源都同步調光到要求的場景亮度。
4、控制精確可靠：
DALI為數字信號，不同於模擬信號，1010的信號可以實現無擾動控制，不會因長距離壓降而使得控制信號失真，因此即使DALI數字信號控制線與強電線同走一條線管也不會受干擾。DALI信號是雙向傳輸，不但可前向傳輸控制命令，也會將LED驅動器的狀態、故障信息、開關，實際亮度值的信息反饋回系統。
5、應用範圍廣泛：
如今，DALI介面已不僅僅限用於熒光燈鎮流器調光，各種鹵鎢燈電子變壓器，氣體放電燈電子鎮流器，LED也採用了DALI介面調光；控制設備還包括：無線電接收器、繼電器開關輸入介面。各種按鍵控制面板、包括LED顯示面板都已具有DALI介面，這將使DALI的應用越來越廣，控制器從最小的一間辦公室擴大到多間房間的辦公大樓，從單個商店擴大到星級酒店。
總結
雖然現階段的LED調光應用比較混亂，並且還有著一些問題和障礙，但無可否認LED調光的應用前景是光明的。只要我們保持著嚴謹的態度，科學的方式及負責任的心態發展LED調光技術,去推廣LED調光技術,去用好LED調光技術,那麼LED調光產品帶給我們的好處，帶給照明行業的好處，帶給人類的好處就在不遠的將來。
