每年市場上都要新增幾百款手機(jī),這些手機(jī)的基本功能都一樣,那就是通信。手機(jī)的周邊設(shè)計(jì)是增加手機(jī)附加功能、增加手機(jī)賣點(diǎn)以及新利潤點(diǎn)的主要途徑。不同手機(jī)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、
現(xiàn) 在市場的LED閃光燈驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(chǔ)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(gè)解決方案所占PCB的面積也較小,但相對(duì)來說效率較低。由于閃光燈工作時(shí)間非常短,持續(xù)時(shí)間一般為100~300ms,所以效率對(duì)電池使用時(shí)間的影響不是太大。
LED閃光燈驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
Sipex公司的基于電荷泵工作模式的閃光燈
Sipex閃光燈驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品的外圍電路非常簡單,僅僅需要三個(gè)電容兩個(gè)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(dòng)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(dòng)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(shí),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(shí)必須采用4個(gè)1206封裝的貼片電阻。相比采用一個(gè)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Vin LED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(shí),電荷泵必須工作在升壓模式下,即K必須為或者2。而實(shí)際上,當(dāng)輸入電壓高于LED正向電壓 Vf一定幅值時(shí),電荷泵可以工作在1X模式下,這時(shí)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(jì)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(gè)閃光燈驅(qū)動(dòng)電路方案中,僅需要兩個(gè)封裝的電阻和三個(gè)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(dòng)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(huì)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(dòng)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(dòng)電流(達(dá)1.2A),并有700mA、400mA不同等級(jí)的驅(qū)動(dòng)芯片供選擇
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。