可拍照手機的LED閃光燈實現(xiàn)方案

電路設(shè)計

移動電話中的鋰離子電池是電壓源，其輸出電壓隨保持的能量大小而變化(通常在2.8~4.2V之間)。因為LED為電流驅(qū)動器件，其需要恒流源驅(qū)動以獲得一致的光輸出。電荷泵轉(zhuǎn)換器和電壓升壓轉(zhuǎn)換器是兩種可行的適合于驅(qū)動LED閃光燈的DC/DC轉(zhuǎn)換拓撲結(jié)構(gòu)。

閃光燈照明的必要時間長度由具體相機模塊的特定要求決定。只要照明時間不短于模塊的成像時間，就不會影響照相效果。一般而言，200~300ms的照明時間就足夠了。安華高科技的閃光燈模塊在脈寬時間短于200ms的情況下，驅(qū)動電流可以達到180mA，提供了10lux的亮度。在連續(xù)工作條件下，最大允許電流為80mA，產(chǎn)生大約為6lux的亮度。

圖2為HSMW-C830閃光燈模塊，其并聯(lián)LED用TPS60230電荷泵IC供電。

圖2：使用電荷泵IC驅(qū)動并行連接的LED

通過從ISET管腳連接一個外部電阻(10kΩ)到地(GND)，經(jīng)過D1到D6管腳提供了約16mA的恒定電流。LED閃光燈吸收78mA的電流。需要兩個1μF和兩個0.47μF的外部電容。此外，由電流控制的電荷泵能確保低EMI干擾。

使能管腳EN1和EN2用來對器件實現(xiàn)使能控制(提供78mA電流的1/3、2/3或全部)，或者將其設(shè)置為關(guān)斷模式，如表3所示。

表3：使用TPS60230電荷泵IC的使能管腳控制LED電流

在關(guān)斷模式下，電荷泵、電流源和參考電壓、振蕩器和所有其它功能被關(guān)閉，消耗的電流降低到0.1μA。

EN1和EN2上的邏輯電平將ISET管腳上的電壓(VISET)設(shè)置到地(GND)。電流根據(jù)VISET可設(shè)置為26mA、52mA或者78mA，如下所示。當EN1=0、EN2=1的時候，則Eq1。

這里，Eq2，因此Eq3。通過將D1連接到D5，這個器件提供的Eq4。

EN1和EN2還可以用于脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)低亮度。PWM信號可以加在EN1或EN2上，或者將兩個管腳連接在一起來控制LED閃光燈的亮度。采用完全充滿的電池時，這個電路可以獲得大于85%的電源轉(zhuǎn)換效率。

圖3顯示了用TPS61040作為升壓轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動并聯(lián)LED。

圖3：使用升壓轉(zhuǎn)換器IC驅(qū)動并行連接的LED

通過在FB管腳和GND之間連接一個15Ω的外部電阻，根據(jù)反饋電壓(VFB=1.233V)，該器件提供80mA的恒定電流。正向電流Eq5。

該設(shè)計允許在輸出上使用物理尺寸較小的外部器件(使用陶瓷電容代替鉭電容)，這是由于TPS61040提供的開關(guān)頻率高達1MHz。PWM控制管腳用來控制閃光燈LED的亮度。該電路可以獲得85%的電源轉(zhuǎn)換效率。

通過改變R1和D3的值(見圖4)，升壓拓撲可以驅(qū)動串聯(lián)的LED(安華高科技HSMW-C850)。

圖4：使用升壓轉(zhuǎn)換器IC驅(qū)動串行連接的LED

使用47Ω的接地電阻和1.233V的參考電壓，該器件能提供26mA的電流。