这个问题暗示了两个假设：
在这些假设之后，很明显，在最大功耗下通过 LED 的电流与占空比成反比。
以更高的电流和更低的占空比对 LED 施加脉冲是增加、减少还是不影响表观亮度（不一定是光度）？
我没有想到任何特定的 LED 或驱动器拓扑，但欢迎参考真实零件、数据表或应用说明。我还想知道这是否在低功率（例如 20mA）指示灯 LED 和高功率、高亮度照明 LED 之间变化。
过去，我在设计基于 LED 的太阳能充电灯时曾详细研究过这一点，并且通常对 LED 感兴趣。
首先，人类在恒定功率和可变占空比脉冲下的感知。假设 10% 的占空比将导致 10 倍的电流在相同的电压下保持不变。当电流增加 10 倍时，真正的 LED 将具有稍高的正向电压，但不会大大增加。一个公平的测试可能是 Ipeak x time on = constant。
在遥远的过去，据称人眼的反应是，以恒定功率但在低占空比下的脉冲 LED 会导致更大的表观亮度。AFAIR 参考在 HP 文档中。
就在最近，我从一个中等权威但未被记住的来源中读到了相反的内容。
我可能可以找到最近的文档，但 HP 的文档会在时间的迷雾中丢失。但是，我相信乙醚方式的任何生理效应都是很小的。鉴于您需要大约 2:1 的 LED 亮度变化才能在单独查看 LED 时（一个或另一个但不能同时查看）明显，因此微小的差异肯定不会很明显。例如，两个手电筒在一般场景中并排照射，以便可以进行直接比较，您可能需要大约 1.5:1+ 的差异才能发现差异 - 这在一定程度上取决于观察者。当在光滑的墙壁上使用两盏灯进行“洗墙”时，可以辨别低至约 20% 的并排差异。
其次 - 实际亮度。
使用恒定平均电流，脉冲操作的总光输出下降，占空比越来越低！对于恒定平均功率，效果更差！！
通过查看目标 LED 的数据表，可以清楚地看到这两种影响。每电流的发光输出曲线接近于直线，但随着电流的增加，每 mA 的输出曲线趋于减小。即加倍电流并不能完全加倍发光输出。这种下降的回报率随着电流的增加而加速。即，在远低于其额定电流的情况下工作的 LED 比在额定电流下产生更多的流明/毫安，效率随着 mA 的降低而提高。
每瓦的输出（流明）甚至比每毫安的流明还要差。随着 mA 的增加，Vf 也会增加，因此 Vf x I 乘积以每流明更快的速度增加，而不是 I 增加。因此，与额定 mA 相比，在低 mA 时可实现最大流明/瓦特，并且流明/瓦特效率随着电流的减小而提高。
这两种效果都可以在下图中看到。
这些曲线适用于下面提到的极其出色的 [tm] Nichia NSPWR70CSS-K1 LED。尽管该 LED 的额定绝对最大电流为 60 mA，连续最大电流为 50 mA，但 Nichia 已明确指定其性能高达 150 mA。在这些电流下的寿命是“不能保证的”。这大约是最有效的 <= 50 mA LED 可用。如果有人知道任何在 50 mA 和相同价格范围内具有卓越 l/W 的产品，请告知！
我在几个产品中使用了 Nichia "Raijin" NSPWR70CSS-K1 LED。这开始是一个 30 mA LED 的寿命，但在测试后被 Nichia 升级到 50 mA（寿命减少了 14,000 小时）。在 50 mA 时，它提供约 120 l/W 和在 20 mA 时约 165 l/W。后一个数字使其成为现实世界中最好的产品之一，尽管最近的产品现在在远低于额定电流的情况下超过了这个值。
一个复杂的因素是现代大功率 LED 的额定 Iabsolute_max 值通常比 Imax_operating 高 20%。即，在不超过其额定绝对最大电流的情况下，不可能在小于约 90% 的占空比和恒定的平均电流下以脉冲模式运行它们。这并不意味着它们不能以额定最大连续电流的多次脉冲（问我怎么知道:-)）只是制造商没有证明结果。Raijin LED 在 100 mA 时非常亮。
特殊情况。
以非常高的电流和低占空比进行脉冲可能有意义的一个领域是 LED 额定用于此类占空比并且瞬时发光输出（亮度）比平均亮度更重要。一个常见的例子是在红外线 (IR) 控制器中，其中每个单独脉冲的亮度很重要，因为检测到单独的脉冲并且平均电平无关紧要。在这种情况下，可以使用 1 安培以上的脉冲。在这种情况下，限制电流可能是接合线熔断电流。对 LED 管芯的影响将是寿命缩短，但这（大概）是制造商在规范中允许的 - 并且所需的总工作寿命通常很低。（例如用于 0 的电视遥控器。
通过使用脉冲调制有效提高光源的照度及其对人眼的心理物理效应。 爱媛大学 2008
Enddolith引用了一篇论文，该论文声称在某些条件下可以获得相当大的真实视觉增益。这是引用的 Jinno Motomura 论文的完整版本
[链接更新 1/2016]
他们声称在 5% 占空比下的真实流明增益（流明与眼睛响应相关）高达 ~ 2:1，但尽管他们非常小心，但在将其转化为实际应用时仍存在一些重大不确定性。
他们似乎非常重视快速上升和下降时间。这些在照亮现实世界场景时是否会遇到，这有关系吗？是否有选定的例子比其他例子效果更好？
这是直接查看 LED（保持良好的眼睛？）并比较表观亮度。这如何转化为场景反射后到达观察者的光照水平。
当 LED 用于照亮目标时，这是如何应用的。与直接 LED 观察相比，目标的平均亮度水平会影响结果吗？多少？
作为现代的，例如白色 LED 的 Imax_max ~= 110% 的 I_max_ 连续，并且由于这种效果似乎取决于 ~5% 的占空比，这对大比例额定电流下的类似现实世界 LED 有任何影响吗？
这个领域似乎有很多错误信息。有人说有一种视觉效果，即脉冲光比其平均水平更亮。据我所知，对此存在一些分歧，但它适用于相当缓慢的闪烁，这样视觉的持久性就会在脉冲之间传递亮度。这是在几赫兹到低 10 赫兹的范围内。我不确定对于这是否真的被认为更明亮，或者它只是得到更多关注是否存在共识。
快速闪烁以使灯光看起来稳定（几 100 赫兹）显然不会增加感知亮度。您所感知的是平均亮度。这意味着在相同的平均功率下，快速闪烁的 LED 实际上不太亮。LED 亮度大致与电流成正比，但较高的电流也会导致较大的正向压降。1 kHz 时 10mA 连续电流和 50% 20mA 电流看起来非常接近，但后者将消耗更多功率，因为 20mA 电压降将高于 10mA 电压降。
LED 的亮度主要与电流成正比，但不完全成正比。它通常会随着电流下降一点，但对于大多数指示灯类型的 LED，这种影响非常小，以至于无法察觉。人类以对数方式感知光强度。因子 2 看起来很小但很明显。除非直接比较，否则不可能注意到 10%。
用于照明的大功率 LED 正在以不同的方式突破极限，并且随着电流的增加而衰减更多。最大效率和最大亮度不是一回事。这种差异足以在要求苛刻的应用程序中发挥作用。这是您必须仔细检查 LED 数据表的地方。大功率照明 LED 通常具有作为电流函数的亮度数据，您会在高端看到这条尾巴有点偏离。另请注意，对于这些 LED，瞬时最大电流比小型指示灯 LED 更接近平均最大值。这在很大程度上与温度和热量管理有关。
我一直了解到并坚信 LED 电流高于标称值（对于普通 LED，通常约为 20mA）会导致更高的亮度，但不成比例，并且不值得这样做的电流。如果是这种情况，脉冲不会让你获得更多的亮度。假设 LED 为 0.45mcd @ 10mA 和 0.9mcd @ 40mA。以 40mA 脉冲，25% 占空比将产生 10mA 的平均电流，平均光度为 0.225mcd，这只是我们在 10mA 连续时获得的光度的一半。
这些数字不是我编的。它们可以在Panasonic LN222RPX 数据表中找到：
我想在这里做两点说明：
如果我们停在这里，我们可以得出结论，脉冲电流比连续电流更差，无论是亮度还是功率。但！
凯文从Kingbright 数据表中得到了这张图：
这曲线真他妈笔直！对于这个 LED（以及我检查过的 Kingbright 的其他 LED），光度与电流完全呈线性关系，因此脉冲应该给出与连续电流相同的结果。
结论
显然并非所有的 LED 都是一样的。虽然对于某些 LED 而言，您是否脉冲并没有区别，但脉冲可能会给其他 LED 带来更差的性能。但是，我还没有发现在脉冲时性能会提高的 LED。
假设 LED 开启恒定时间，则亮度与流过二极管的电流成正比（线性或指数）。为了这个论点，让我们假设它是线性的（您需要从制造商的数据表中找到电压与电流的特性，以确定您的特定工作范围内的电压）。
此外，为了这个论点，我将假设 PWM 频率足够高，以至于在任何占空比下您都不会注意到任何可见的闪烁。
您还可以通过改变占空比以恒定电流改变 LED 的亮度。占空比降低 50% 就是亮度降低 50%。这也意味着 LED 仅开启一半的时间，并且假设您的电流/电压源不受负载/切换的影响，LED 在给定时间间隔内使用的平均电流也将直接减半。
以更高的电流和更低的占空比为 LED 提供脉冲是增加、减少还是不影响亮度？
这一切都取决于，因为那里有一个内在的矛盾。通过以较低的占空比为 LED 提供脉冲，您可以有效地降低平均电流。如果您只是减小限流电阻以允许更多电流流动，并且不修改占空比，则亮度会增加。因此，亮度的变化将是电流和占空比变化的函数。
您可以将新亮度计算为：
new_brightness = old_brightness * new_average_current / old_average_current
或者换句话说
new_brightness = old_brightness * (new_peak_current * new_PWM_duty_cycle) / (old_peak_current * old_PWM_duty_cycle)
由于您要降低 PWM 占空比但提高电流，因此新PWM Duty Cycle值应小于1 但大于 0（隐式将其从百分比转换为十进制），并且电流中的比率应为大于1 的正数。
因此，如果您将占空比减半但保持相同的平均电流，您的亮度将保持不变（代价是更高的瞬时电流流过您的 LED，这可能是不可取的）。