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、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(shì),手機(jī)相機(jī)的像素也越來(lái)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(lái)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(jiǎn)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(chǎng)的青睞。
LED閃光燈驅(qū)動(dòng)控制正向電流方案
根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的輸出特性,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(lái)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(wú)法保證流過(guò)LED的電流等于預(yù)設(shè)值,也就無(wú)法確保LED的亮度恒定。
在恒流型驅(qū)動(dòng)電路中,通過(guò)檢測(cè)串聯(lián)在LED上電阻的電壓來(lái)保證流過(guò)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(duì)較高。圖l給出了升壓電路的原理圖。
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驅(qū)動(dòng)芯片,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(kāi)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(duì)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。