- 探究手機(jī)相機(jī)的LED閃光燈驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
- 電荷泵采用電容作儲(chǔ)能元件
- 采用電流控制模式
- 采用4個(gè)1206封裝的貼片電阻
每年市場(chǎng)上都要新增幾百款手機(jī)，這些手機(jī)的基本功能都一樣，那就是通信。手機(jī)的周邊設(shè)計(jì)是增加手機(jī)附加功能、增加手機(jī)賣(mài)點(diǎn)以及新利潤(rùn)點(diǎn)的主要途徑。不同手機(jī)的區(qū)別主要住于外圍功能，譬如外觀、屏幕顏色亮度、多媒體功能。
現(xiàn)在市場(chǎng)的LED閃光燈驅(qū)動(dòng)控制器都集成了控制電路和升壓開(kāi)關(guān)管，但是電感和用于續(xù)流的肖特基二極管還是外接的，這增加了電路的復(fù)雜性、成本和PCB面積。此外，由于閃光燈驅(qū)功電路、LED、顯示屏、手機(jī)天線一般位于手機(jī)上端，與手機(jī)的射頻電路靠得很近，所以有效防止驅(qū)動(dòng)電路電感的EMI干擾也是很重要的問(wèn)題。
電荷泵采用電容作儲(chǔ)能元件，電荷泵不需要外接電感，因此不存在電磁干擾的問(wèn)題。此外，整個(gè)解決方案所占PCB的面積也較小，但相對(duì)來(lái)說(shuō)效率較低。由于閃光燈工作時(shí)間非常短，持續(xù)時(shí)間一般為100～300ms，所以效率對(duì)電池使用時(shí)間的影響不是太大。
LED閃光燈驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
Sipex公司的基于電荷泵工作模式的閃光燈
Sipex閃光燈驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品的外圍電路非常簡(jiǎn)單，僅僅需要三個(gè)電容兩個(gè)電阻，其中Rsense和RSET來(lái)設(shè)置閃光模式和常亮模式的LED電流。
1.SP6685的常亮模式：
SP6685為恒流型驅(qū)動(dòng)芯片，在常亮模式下FB管腳的電壓50Mv(典型值)，這樣LED上的電流為:
ILED=50mV/Rsense
需要指出的是，由于FB的電壓為50mA，所以即使通過(guò)滿載200mA電流,Rsense消耗的功率為：
Rsense=50mV200mA=0.01W
由此可見(jiàn)，僅用0603封裝的SMD電阻就可以滿足要求。但在恒壓輸出工作模式的驅(qū)動(dòng)電路中，限流電阻必須選擇較大的封裝。LED的正向電壓一般為3V∽4V，當(dāng)輸出電壓為5V時(shí)，加在限流電阻上的電壓為1V∽2V，假設(shè)閃光燈電流200mA,則限流電阻的功耗為：
PR=UI=(1V∽2V)0.2A=0.2W∽0.4W
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這時(shí)必須采用4個(gè)1206封裝的貼片電阻。相比采用一個(gè)0603電阻的SP6685，其PCB面積大大增加。
與恒壓輸出的電荷泵相比，SP6685具有效率方面的優(yōu)勢(shì)。電荷泵的效率η取決于輸入電壓Vin LED的正向電壓Vf和升壓倍數(shù)K(1X,1.5X,2X),其方程式為：
η=Vf / (Vink)
由于手機(jī)電池的工作范圍3.6V∽4.2V，當(dāng)輸出電壓為5V時(shí)，電荷泵必須工作在升壓模式下，即K必須為或者2。而實(shí)際上，當(dāng)輸入電壓高于LED正向電壓Vf一定幅值時(shí)，電荷泵可以工作在1X模式下，這時(shí)的功率將大大超過(guò)1.5X和2X模式下的效率。
2.SP6685的閃光模式：
SP6685的閃光模式下的FB電壓由RSET決定，計(jì)算公式如下：
VFB=(1.26VRSET)11.2kΩ
其中，1.26V是芯片內(nèi)部參考電壓，使內(nèi)部限流電阻。這樣，LED上的電流為：
ILED=VFB/Rsense
由于LED的電流不通過(guò)RSET，所以幾乎不消耗功率，可以選擇0603或者0402封裝的電阻。在整個(gè)閃光燈驅(qū)動(dòng)電路方案中，僅需要兩個(gè)封裝的電阻和三個(gè)0805封裝的電阻，所需的PCB面積為5.43mm，具有業(yè)內(nèi)最小體積。
綜合所述，Sipex公司的閃光燈驅(qū)動(dòng)系列產(chǎn)品具有很多優(yōu)勢(shì)，包括：采用電流控制模式，可以精確控制LED上的電流和亮度;外圍器件最少，所需封裝最小;開(kāi)關(guān)頻率最高，可以選擇較小容值的濾波電容和電荷泵電容;
不需要電感，不會(huì)產(chǎn)生EMI干擾問(wèn)題;可以工作在1X模式下并且反饋電壓低至50mV，所以SP7685/6685/6686的效率在采用電荷泵模式的芯片中為最高;SP7685內(nèi)置Timeout功能，在閃光模式下2.5秒后自動(dòng)關(guān)機(jī)，從而保護(hù)LED，以免LED過(guò)熱;提供業(yè)內(nèi)最大驅(qū)動(dòng)電流(達(dá)1.2A)，并有700mA、400mA不同等級(jí)的驅(qū)動(dòng)芯片供選擇。
