在手機照相機光源應用領域驅動大電流LED的高性能技術(04-100)

　　引言

　　當前在手機中比較流行的一種功能就是內(nèi)置能夠拍攝高分辨率靜止和視頻圖像的數(shù)碼相機。隨著寬帶寬 3G 網(wǎng)絡的不斷擴大，對更高的照片分辨率以及新應用領域 (如視頻會議) 的需求不斷提升了集成相機的性能指標。相機性能的增強對相機于室內(nèi)或昏暗光線下使用時的大功率白光源也提出了更高的需求。白光 LED 早已廣泛用于彩色顯示器背光，也成為在具相機功能的手機主要光源。白光 LED 具備了當前手機設計者所需的性能結合：小尺寸、大的光輸出、以及能夠提供“閃光”或連續(xù)“視頻”景物照明。開發(fā)大輸出功率 LED 以專門用于集成照相機光源。雖然這些專用的照相機 LED 非常適用于對景物進行照明，但它們同時也是消耗電池功率的另一個重要因素。

　　設計和實現(xiàn)

　　從設計者的觀點來講，有三個主要問題與驅動大電流白光LED有關：1)提供高效的電源;2)調整LED電流;3)在相機光源關閉時，保證LED與電源完全斷接。大電流白光LED的電特性類似普通的二極管，但其正向電壓為3.4V或有一個“典型的” 350mA正向工作電流(見表1)。

　　更大的LED電流(“閃光”模式，500mA - 700mA)會引起更高的正向電壓。較低的電流(“手電筒” 或“視頻”模式，100mA~350mA)產(chǎn)生較低的正向電壓。正向電壓還會隨著溫度的上升而下降，正如任何一個二極管的正向電壓在手機工作溫度范圍內(nèi)都會產(chǎn)生數(shù)百mV的漂移。因此，有效地給LED提供電源是非常具挑戰(zhàn)性，LED的正向電壓會因工作條件的不同可能會高于或低于鋰離子電池的電壓。

　　驅動大電流LED的最常用解決方案是包含一個傳統(tǒng)的升壓型DC/DC轉換器，并在FB管腳到GND上裝一個電阻用來調整LED的電流。基于這種方法，升壓轉換器的輸出與LED的陽極相連，LED的電流從陰極流過FB電阻到地。輸出電壓被提升直至LED電流達到由FB電阻器所設置的值，也就是直到FB電阻器上的壓降達到FB伺服電壓。同時這種方法提供了精確的調節(jié)，但也有明顯的缺點，其中最嚴重的就是效率低。可爭論的是在短時間的“閃光” 應用中，高效率并不重要，但在“手電筒” 或“視頻” 模式下，由于運作時間較長，效率就比較重要了。不幸的是在“手電筒” 模式下的升壓型轉換器性能是最差的。