手機(jī)相機(jī)的LED閃光燈驅(qū)動電路

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(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(shè)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(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)動器系列產(chǎn)品的外圍電路非常簡單，僅僅需要三個電容兩個電阻，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=50mV200mA=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，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

　　這時必須采用4個1206封裝的貼片電阻。相比采用一個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VinLED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，電荷泵必須工作在升壓模式下，即K必須為或者2。而實際上，當(dāng)輸入電壓高于LED正向電壓Vf一定幅值時，電荷泵可以工作在1X模式下，這時的功率將大大超過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。在整個閃光燈驅(qū)動電路方案中，僅需要兩個封裝的電阻和三個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，不會產(chǎn)生EMI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)動電流(達(dá)1.2A)，并有700mA、400mA不同等級的驅(qū)動芯片供選擇。