系統(tǒng)層閃光燈LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)

本文將介紹一種系統(tǒng)層閃光燈 LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)，以及能夠確保系統(tǒng)安全運(yùn)行和集成的一些特性。

　　高效的相機(jī)閃光燈 LED 驅(qū)動(dòng)

　　高分辨率相機(jī)在最低光照環(huán)境下，要求有高亮度的閃光來(lái)完成照相。客戶要求提供一種閃光燈解決方案作為手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)功能。安裝閃光燈的移動(dòng)電話已經(jīng)成為一種有吸引力的賣點(diǎn)。這種特性需要高光通量，從而給高效 LED 驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　移動(dòng)電話中閃光燈 LED 的高正向電壓和電流以及給定的電池電壓，讓升壓轉(zhuǎn)換器成為最佳的解決方案。驅(qū)動(dòng)大電流時(shí)，基于電感的升壓轉(zhuǎn)換器呈現(xiàn)出令人滿意的效率。LED　必須為電流驅(qū)動(dòng)，因?yàn)檎螂妷翰粌H僅隨溫度而變化，而且也有其自身的差異。正向電壓的這種變化源自于其生產(chǎn)過(guò)程，其變化范圍為 ±20%，請(qǐng)參見(jiàn)圖 1。

　　圖 1 閃光燈 LED VF / IF 圖

　　將閃光燈 LED 與一個(gè)電流檢測(cè)電阻串聯(lián)，然后通過(guò)一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器來(lái)驅(qū)動(dòng)，這是一種簡(jiǎn)單的方法。圖 1 描述了這種方法。

　　圖2使用外部電流檢測(cè)電阻的簡(jiǎn)單LED 驅(qū)動(dòng)方法

　　對(duì)升壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓進(jìn)行控制，以匹配通過(guò)外部電阻檢測(cè)的設(shè)定 LED 電流。不幸的是，這樣做會(huì)讓設(shè)計(jì)人員背離要從電池提供的有限電能中擠壓出最高光通量的目標(biāo)。外部電流檢測(cè)電阻帶有高功耗，其大小受到控制，目的是在低電流狀態(tài)下也可以提供可用的裕量電壓，從而為持續(xù)的電影照明提供驅(qū)動(dòng)。另一方面，如果電流增加，則電流檢測(cè)電阻的壓降升高，帶來(lái)大量的功耗。另外，具有理想功耗額定值的高精度電阻較昂貴，且會(huì)增加解決方案的體積，從而每條 LED 通道都要求一個(gè)電阻。

　　因此，更好的解決方案是一個(gè)集成在 LED 驅(qū)動(dòng)器中的有源電流阱或者電流源，如圖 3 所示。我們可使用一種壓降和由此產(chǎn)生的功耗都得到降低的方法對(duì)內(nèi)部電流檢測(cè)電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體調(diào)節(jié)情況取決于 LED 電流的大小。如果為低 LED 電流，則壓降可以維持足夠的高以獲得精確的檢測(cè)信號(hào)。

　　圖3使用自適應(yīng)電流阱和檢測(cè)的改進(jìn)型LED 驅(qū)動(dòng)方案

　　電流阱不僅僅檢測(cè) LED 電流，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電阻，其還可以對(duì) LED 電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。所產(chǎn)生的電流阱壓降作為動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓所需的信息，旨在任何電流電平下都能夠?qū)⒐目刂圃谝粋€(gè)可接收的最低限度。

　　圖4有源電流檢測(cè)與電阻式電流檢測(cè)比較

　　圖 4 顯示了使用一個(gè) 1Ω 電阻檢測(cè)電流和使用一個(gè)調(diào)節(jié)至 400mv 壓降的有源電流檢測(cè)方法之間的比較情況。受益于低功耗，有源電流檢測(cè)方法明顯有助于更高的系統(tǒng)效率。