手持設備小電流閃光燈驅動方案

手持設備小電流閃光燈驅動方案

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1、手持設備小電流閃光燈驅動方案如今,愈來愈多的手機、MP4、PDA等數(shù)碼產(chǎn)品帶有拍照功能,隨著百萬像素攝像頭應用的普及,用戶對照相及攝像的效果與質量要求也逐漸提高。為了在環(huán)境亮度較暗的情況下,仍能獲得較好的拍攝質量,部分手機、MP4、PDA產(chǎn)品中已經(jīng)添加了閃光燈。有了閃光燈,才能真正不受環(huán)境的限制,“想拍就拍”;同時閃光燈還能當作手電筒使用,在必要的時候用作應急照明。帶有閃光燈的這類產(chǎn)品,更像“數(shù)碼相機”,因此受到了用戶的普遍歡迎。??????小電流閃光燈的驅動要求???????鑒于種種原因,市場上大部分手機、MP4、PDA等產(chǎn)品中的閃光燈是用低亮度、低成本的LED來實現(xiàn)。這類閃光燈

2、內部通常是由幾個白光LED燈芯組成,有的直接在內部并接或串接,只提供2個連接引腳;有的提供6個引腳讓用戶在外部自由配置成串聯(lián)或并聯(lián)形式。由于串聯(lián)連接閃光燈需要基于電感的Boost升壓芯片來驅動,電感體積過大以及EMI干擾較嚴重使其很難在手持設備中使用,故目前手持設備應用中大多使用并聯(lián)連接的閃光燈。??????????????????????????圖1幾種典型的閃光燈管芯連接方式???????受制于目前LED的工藝水平和價格,手持設備應用中的閃光燈通常只允許每顆30mA左右的持續(xù)電流和不超過100mA的峰值電流(廠家對峰值電流的持續(xù)時間和頻率有嚴格要求)。由于通過電流較小,閃光時亮

3、度較低(約為5000mcd),這顯然達不到專業(yè)相機閃光燈(多采用氙氣燈)的要求,但因為LED閃光燈成本低,實現(xiàn)簡單,目前仍然是手持設備的主要選擇。????????實現(xiàn)閃光燈功能,需要添加一片閃光燈驅動芯片。不僅要求其能將燈點亮,還要能靈活地設定工作電流,同時又要能在Torch模式或Flash模式中方便切換。工作在Torch模式時,閃光燈持續(xù)發(fā)光,用作手電筒照明或拍攝短片時背景照明,也可用作黑暗環(huán)境下拍照前的預閃。而工作在Flash模式時,則用作拍照時短時間閃光,加大曝光量。閃光燈驅動芯片是否可以靈活的設定驅動電流以及方便地進行模式切換決定了該芯片的易用性。??????傳統(tǒng)解決方案面

4、積大,效率低??????在通過較大電流時,閃光燈管的正向壓降VF(4~4.5V)通常要高于鋰電池的電壓,所以并聯(lián)閃光燈驅動芯片大都采用ChargePump升壓技術,將電池電壓升到一個較高值來驅動LED。在傳統(tǒng)解決方案中,普遍使用一種恒壓輸出的ChargePump芯片來驅動小電流閃光燈。如圖2為某典型產(chǎn)品的應用方案。該芯片輸出恒定的電壓(4.5V或5V),通過RB限流電阻設定Torch模式下的電流;而在Flash模式時,將FlashGate(N溝的MOSFET)閉合,RB與RF兩個限流電阻并聯(lián),等效電阻值降低,導致流過LED燈的電流明顯增大,亮度增加,發(fā)生“閃光”。?????????

5、???????????????????????????????????????????????????????圖2傳統(tǒng)小電流閃光燈驅動方案圖2中的解決方案有兩個明顯缺點:??????1,芯片工作在固定2倍升壓模式,恒壓輸出,效率很低。??????2.由于Torch和Flash模式下通過LED燈電流較大,限流電阻需要使用0603或0805的封裝,F(xiàn)lashGate一般也要使用SOT23的封裝。這不僅增加了電路面積,也增加方案成本。??????一些改進的產(chǎn)品采用了分數(shù)電荷泵工作模式,稍微提高了一些轉換效率,但依舊使用恒壓輸出,需要外置限流電阻和MOS開關,仍然無法克服上述缺點。????

6、??CP2130的新型閃光燈驅動方案??????市場上一些專用的閃光燈驅動芯片可以很好的解決上述問題,但這類產(chǎn)品通常都是專為高達500mA甚至安培級電流的閃光燈應用而設計的,芯片價格很高,這使得很多客戶不得不繼續(xù)使用傳統(tǒng)的解決方案。??????啟攀微電子(Chiphomer)針對小電流閃光燈的應用現(xiàn)狀,開發(fā)的新產(chǎn)品CP2130,給出了一種全新的閃光燈驅動方案,有效的解決了方案易用性和成本的矛盾。??????CP2130是一種1倍,1.5倍自適應模式切換的電荷泵型LED驅動芯片,可支持多達5顆LED燈的應用,支持寬頻率范圍的PWM調光,驅動電流由ISET腳的RSET電阻設定,采用小體

7、積(3mmx3mm)的QFN16封裝?;赟martMirror專利技術,可為各LED通道提供超精確電流匹配。驅動2.8inchLCD背光的典型應用方案見圖3。???????????????????????????圖3?CP2130背光驅動方案???????CP2130特別設計的電流驅動結構同時可以滿足小電流閃光燈的驅動需求。其可以保證提供持續(xù)輸出150mA,峰值輸出300mA的驅動能力,滿足了目前大部分手機、MP4、PDA等產(chǎn)品的小電流閃光燈的驅動需求。典型應用圖見

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