LED閃光燈驅(qū)動(dòng)控制正向電流方案資料下載

??每年市場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)賣點(diǎn)以及新利潤點(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、藍(lán)牙、照相機(jī)功能等。手機(jī)集成照相機(jī)功能是現(xiàn)在手機(jī)設(shè)計(jì)的必然趨勢，手機(jī)相機(jī)的像素也越來越高。為獲得更好的圖像效果，手機(jī)相機(jī)的閃光燈功能也變得越來越重要。 ??目前的手機(jī)相機(jī)主要采用 LED閃光燈。閃燈用的LED只需要3.5～4.5V直流電壓、120～250mA電流就可以發(fā)出2000～7500mcd的高亮度光。LED低壓閃光燈電路簡單、高效、省電，而且成本低、PCB面積小，特別適用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和手持設(shè)備，很受手持影像產(chǎn)品市場的青睞。 ? ??LED閃光燈驅(qū)動(dòng)控制正向電流方案 ? ??根據(jù)的輸出特性，LED閃光燈的驅(qū)動(dòng)電路可分為恒壓型和恒流型；按電路工作原理，可以分為升壓電路和電荷泵電路。 ??LED是電流驅(qū)動(dòng)型器件 ，其亮度與電流成比例關(guān)系。在恒壓型驅(qū)動(dòng)電路中，往往有一個(gè)電阻與LED串聯(lián)，用來確定產(chǎn)生預(yù)期正向電流所需向LED提供的電壓。這種方式有一個(gè)缺點(diǎn)，即LED正向電壓的任何變化都會(huì)導(dǎo)致LED電流的變化，從而無法保證流過LED的電流等于預(yù)設(shè)值，也就無法確保LED的亮度恒定。 ??在恒流型驅(qū)動(dòng)電路中，通過檢測串聯(lián)在LED上電阻的電壓來保證流過LED的電流恒定。這種方式可以消除正向電壓變化所導(dǎo)致的電流變化，因此可產(chǎn)生固定的LED亮度。 ??由于手機(jī)電池電壓的工作范圍一般為3.6V～4.2V，而LED的正向電壓一般為3V～4V，所以存低電壓輸入、高電壓輸出的時(shí)候，必須采用升壓電路將電壓升高以驅(qū)動(dòng)LED。閃光燈驅(qū)動(dòng)一般采用兩種方式升壓，一種是采用電感作儲(chǔ)能元件的升壓電路，另一種是采用電容作儲(chǔ)能元件的電荷泵。 ??升壓電路采用電感作為儲(chǔ)能元件，其優(yōu)點(diǎn)是效率相對較高。圖l給出了升壓電路的原理圖。 ? ?? ? ??現(xiàn)在市場的LED閃光燈驅(qū)動(dòng)控制器都集成了控制電路和升壓開關(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)電路電感的干擾也是很重要的問題。 ??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題。此外，整個(gè)解決方案所占PCB的面積也較小，但相對來說效率較低。由于閃光燈工作時(shí)間非常短，持續(xù)時(shí)間一般為100～300ms，所以效率對電池使用時(shí)間的影響不是太大。 ? ??LED閃光燈驅(qū)動(dòng) ? ??Sipex公司的基于電荷泵工作模式的閃光燈，SP6686、SP6685和SP7685支持的閃光燈電流分別為400mA、700mA和1.2A。由于它們的開關(guān)頻率高達(dá)2.4MHz，所以輸入輸出電容和電荷泵電容的容值都可以選擇比業(yè)內(nèi)其產(chǎn)品低。這三款產(chǎn)品都腳對腳兼容，僅僅是電流的最大值不同。下面以SP6685為例討論這些產(chǎn)品的特性和應(yīng)用，圖2是SP6685的應(yīng)用電路圖。 ? ?? ? ??Sipex閃光燈驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品的外圍電路非常簡單，僅僅需要三個(gè)電容兩個(gè)電阻，其中Rsense和RSET來設(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，所以即使通過滿載200mA電流，Rsense消耗的功率為： ??Rsense=50mV×200mA=0.01W ??由此可見，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=U×I=（1V∽2V）×0.2A=0.2W∽0.4W ??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。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 / （Vin×k） ??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=（1.26V×RSET）×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5.4×3mm，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，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??；開關(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)生干擾問題；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