每年市場上都要新增幾百款手機,這些手機的基本功能都一樣,那就是通信。手機的周邊設計是增加手機附加功能、增加手機賣點以及新利潤點的主要途徑。不同手機的區(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、藍牙、照相機功能等。手機集成照相機功能是現(xiàn)在手機設計的必然趨勢,手機相機的像素也越來越高。為獲得更好的圖像效果,手機相機的閃光燈功能也變得越來越重要。
目前的手機相機主要采用 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、數(shù)碼相機和手持設備,很受手持影像產(chǎn)品市場的青睞。
LED閃光燈驅(qū)動控制正向電流方案
根據(jù)驅(qū)動電路的輸出特性,LED閃光燈的驅(qū)動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)動型器件 ,其亮度與電流成比例關系。在恒壓型驅(qū)動電路中,往往有一個電阻與LED串聯(lián),用來確定產(chǎn)生預期正向電流所需向LED提供的電壓。這種方式有一個缺點,即LED正向電壓的任何變化都會導致LED電流的變化,從而無法保證流過LED的電流等于預設值,也就無法確保LED的亮度恒定。
在恒流型驅(qū)動電路中,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致的電流變化,因此可產(chǎn)生固定的LED亮度。
由于手機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、高電壓輸出的時候,必須采用升壓電路將電壓升高以驅(qū)動LED。閃光燈驅(qū)動一般采用兩種方式升壓,一種是采用電感作儲能元件的升壓電路,另一種是采用電容作儲能元件的電荷泵。
升壓電路采用電感作為儲能元件,其優(yōu)點是效率相對較高。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)動控制器都集成了控制電路和升壓開關管,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、手機天線一般位于手機上端,與手機的射頻電路靠得很近,所以有效防止驅(qū)動電路電感的EMI干擾也是很重要的問題。
電荷泵采用電容作儲能元件,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。由于閃光燈工作時間非常短,持續(xù)時間一般為100~300ms,所以效率對電池使用時間的影響不是太大。
LED閃光燈驅(qū)動電路設計
Sipex公司的基于電荷泵工作模式的閃光燈驅(qū)動芯片,SP6686、SP6685和SP7685支持的閃光燈電流分別為400mA、700mA和1.2A。由于它們的開關頻率高達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)品的特性和應用,圖2是SP6685的應用電路圖。