每年市場上都要新增幾百款手機,這些手機的基本功能都一樣,那就是通信。手機的周邊設計是增加手機附加功能、增加手機賣點以及新利潤點的主要途徑。不同手機的區(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。
現在市場的LED閃光燈驅動控制器都集成了控制電路和升壓開關管,但是電感和用于續(xù)流的肖特基二極管還是外接的,這增加了電路的復雜性、成本和PCB面積。此外,由于閃光燈驅功電路、LED、顯示屏、手機天線一般位于手機上端,與手機的射頻電路靠得很近,所以有效防止驅動電路電感的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閃光燈驅動電路設計
Sipex公司的基于電荷泵工作模式的閃光燈
Sipex閃光燈驅動器系列產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,當輸出電壓為5V時,加在限流電阻上的電壓為1V∽2V,假設閃光燈電流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K(1X,1.5X,2X),其方程式為:
η=Vf/(Vink)
由于手機電池的工作范圍3.6V∽4.2V,當輸出電壓為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是芯片內部參考電壓,使內部限流電阻。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)內最小體積。
綜合所述,Sipex公司的閃光燈驅動系列產品具有很多優(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?。婚_關頻率最高,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內置Timeout功能,在閃光模式下2.5秒后自動關機,從而保護LED,以免LED過熱;提供業(yè)內最大驅動電流(達1.2A),并有700mA、400mA不同等級的驅動芯片供選擇。
來源;電子工程網