LED發光特性通常會受到半導體材料特性的極大影響，所以不同材料成分的LED特性也會有所差異。LED發光強度通常與其電流有關，發光強度和LED電流 的比值則是生產過程中可能改變的主要參數之一，因此LED多半會根據電流與發光強度的比值事先分類，不同等級LED的順向電壓也可能不同。要以LED做為 光源照明所欲拍攝的場景，就必須在影像感測器啟動的同時產生光脈衝，為了將系統功耗和所產生的熱量減至最少，LED的導通時間應儘量縮短，因此LED的動 作必須與影像感測器同步。光脈衝時間通常為100毫秒或更長，實際值則視LED的發光能力以及影像感測器與閃光燈的搭配方式而定，這表示有兩個問題必須解 決： LED電流的控制以及光脈衝和影像感測器的同步。
設計人員首先想到的或許是直接控制LED電流的簡單電路，這種方法在使用不同供應商的不同LED時確能提供很大彈性。穩流功能需要量測電流的大小，而最簡 單和成本最低的LED電流量測方法是讓LED串聯一顆感測電阻 (shunt resistor)，此時轉換器所須提供的總輸出電壓就等於二極體順向電壓加上感測電阻兩端的電壓降。為了簡化電路和降低成本，選擇感測電阻時最好讓其電 壓降等於轉換器的回授電壓；除此之外，為了將功耗減至最少，感測電阻兩端的電壓降應越小越好，因為更高的電壓只會讓功耗增加。由於二極體順向電壓及感測電 阻電壓降之和通常會高於行動電話的電池電壓，因此必須使用升壓轉換器為其提供電源。在我們的範例中，假設轉換器的回授電壓為500 mV，那麼總輸出電壓就必須在4.1 V和4.3 V之間。圖1就是這類電路的可能設計方式之一。
圖1： LED電流直接控制架構中的升壓轉換器
這種方法看起來很簡單，成本也低，但它也有缺點。正如前面所計算的，輸出電壓最少必須為4.1 V，這表示對於充滿電的鋰離子電池，輸入電壓有可能高於所需的輸出電壓。假設整流開關元件的電壓降至少為100 mV，那麼所能控制的輸出電流就極其有限，若輸出電壓降至4.1 V以下，標準升壓轉換器就無法再控制LED電流。要解決這個問題，我們可以為LED增加串聯電阻或使用成本較高的降升壓 (Buck Boost) 轉換架構，確保閃光燈電源在所有可能的輸入電壓範圍內都能高效率工作。啟動升壓轉換器來觸發閃光燈時，輸出電壓需要一段上升時間，然而LED在這段期間早 已開始導通，並會對升壓轉換器造成極大負載，使得啟動過程變得更慢；除此之外，它還會從電池汲取極大的電流脈衝，使得系統可能出現其它問題。圖2是這類電 路的詳細波形，其中最上面的CH4波形是閃光燈的觸發訊號，第二個CH3波形是輸入電流，第三個CH1波形是轉換器的輸出電壓，最下面的CH2波形則是 LED電流。從這些波形圖可以發現，輸入電流至少必須在1.5 A以上保持數百微秒、才能控制300 mA左右的LED電流。
圖2：電流控制型LED電源供應的啟動波形
此架構的第三個主要缺點，也是最後一個，就是當輸出端與LED的連線切斷時，輸出將無法得到任何保護；在這種故障情形下，沒有任何保護電路可以阻止輸出電壓變得太高，電壓控制型架構則沒有這方面的問題，圖3即是以這種方式工作的簡單電路。
圖3：電壓控制型LED電源供應
升壓轉換器僅能提供5 V之類的固定穩壓輸出，而且它會在閃光燈觸發前先行啟動，電流則是由LED串聯的電阻控制。另外如圖所示，此電路還能利用額外的開關元件來控制閃光燈的開 啟，透過這顆FET的閘極，閃光燈啟動幾乎不會有任何延遲。圖4是它們的波形，其頻道安排方式和訊號都與圖2相同，從這些波形圖很容易看出LED電流的上 升速度更快，輸入電流的負載效應也減至最小。
圖4：在電壓控制型應用中觸發閃光燈
由於輸出電容的電壓已經很高，LED會立刻導通電流，接著輸出電壓會略為下降，這是因為升壓轉換器的反應時間較慢，至於電壓下降的幅度當然與輸出電容的電容值有關。此電路的另一項優點是它能提供穩壓輸出給電路其它零件，讓它們也能使用比電池電壓還高的電源。
這種方法的一項重大缺點是它並未提供穩流功能。由於LED順向電壓的改變會直接造成電流改變，而隨著生產作業的進行，LED的順向電壓可能會有很大差異，因此設計人員可能必須根據每一批LED的順向電壓來調整其串聯電阻的大小。
解決此問題的另一種方法是選擇順向電壓和順向電流特性都相同的LED，但這必然會增加成本。
將上述兩種方法結合在一起，就能得到圖5所示的電路。
圖5：提供過電壓保護和改良型啟動電路的電流控制型LED閃光燈應用
此架構包含穩流和過電壓保護，這些功能都是由較複雜的回授分壓電路提供。這個電阻分壓電路會連接至LED所串聯的感測電阻，並做為此電路的電壓感測組件。 只要採用適當的設計，它就能限制電路的最大輸出電壓，使其不超過轉換器和連接電路所能容許的最大電壓。感測電阻的電阻值遠小於回授分壓電路的電阻值，所以 它幾乎不會對電阻分壓電路的分壓結果造成任何影響。每當感測電阻上有較大的電流通過時，回授分壓電路就會出現偏移電壓，使得轉換器的輸出電壓降低。透過這 種方法，只要二極體和感測電阻的電壓降總值小於電阻分壓電路所設定的電壓，此電路就能調節LED的電流。
若感測電阻的電阻值只能允許很小的電流通過LED，那麼啟動時間就會慢於前面所述的簡單電流控制型架構。若將感測電阻並聯一顆阻抗很小的電阻，並由FET 負責切換，我們就能立即增加所設定的LED電流值。如果這個切換動作是在升壓轉換器的輸出電壓升高後才進行，那麼從按下閃光燈按鈕到LED發出閃光為止， 整個過程的延遲時間會變得更短。利用LED電流較小的模式，例如升壓轉換器啟動後所支援的手電筒和棚燈模式，設計人員不需額外成本就能為產品增加更多功 能。這個改良電路的啟動波形如圖6所示，其中的訊號安排方式和圖2以及圖4完全相同，從圖中很容易看出輸入電流和閃光燈觸發器的延遲時間都受到非常良好的 控制。
圖6：電流和電壓控制型電路的啟動波形
雖然此架構可以控制電流和電壓，但是電流控制的精確度卻不如第一個例子的簡單電流控制架構。上述範例所使用的TPS61020在這些電路里的工作情形都很 良好，它還能提供低於輸入電壓的穩壓輸出，因此就算LED和感測電阻的電壓值總和小於輸入電壓，這顆元件仍很適合這些架構；除此之外，當效率超過現有產品 的新型LED於未來出現時，設計人員仍能繼續使用這個電路。
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