系統(tǒng)層閃光燈LED驅動器設計

　　過去，RF PA 從移動電話電池吸取最高的脈沖電流。隨著過去 5 年間多功能手機的發(fā)展，處理器供電和本文重點介紹的閃光燈 LED 供電吸取了最高的電流。例如，如果要驅動 1.5A 的 LED 電流，從電池吸取的電流可高達 3A，這是因為升壓轉換器的電壓比。如此高的電流會使電池電壓急劇下降。欠壓閾值檢測機制會防止系統(tǒng)在這種情況下出現(xiàn)故障。在閃光燈開啟時由于低電池電壓電話會徹底關機，這是一種非常糟糕的用戶體驗。常用的解決方案是在低電池電壓狀態(tài)時讓相機軟件關閉閃光燈，相比之下不使用閃光的用戶體驗還不至于太壞。PMIC　提供的緩慢電池電壓信息刷新率、電池溫度和老化效應以及更嚴重的不準確性放寬了安全的界限。

　　如果閃光燈驅動器本身能夠防止電池電壓下降過多，那么就可以保持較小的安全界限。通過使用一個受控轉換率升高 LED 電流，并在上升期間持續(xù)監(jiān)控電池電壓可以實現(xiàn)這一目標。

　　TI 擁有一種監(jiān)控電池電壓的閃光燈驅動器技術。要獲得穩(wěn)定的 LED 電流波形并且避免過多的電池壓降，閃光燈驅動器要主動控制 LED 電流上升/下降順序。在上升階段(上升斜率為 25mA/12??s)，要對輸入電壓進行監(jiān)控。如果輸入電壓降至某個設定閾值以下，則器件即刻停止讓 LED 電流進一步上升至該設定閾值，并將閃光燈電流保持在實際電平，參見圖 5。

　　圖5電池壓降監(jiān)控

　　因此，可以保證安全界限非常小，并且手機不會關機。電池周期中的不可逆電池壓降得到避免，并且增加了電池總體工作時間。

　　安全系統(tǒng)集成

　　驅動高脈沖電流時，聚光燈為安全無故障運行。移動電話廠商迫切要求一種無縫系統(tǒng)集成解決方案。因此這就要求一種特性集，而不僅僅是標準安全運行特性，例如：電感電流限制、欠壓保護等。TPS61310 閃光燈 LED 驅動器擁有這種特性集，可以用于這種高要求的運行。

　　LED故障檢測

　　不僅僅在生產過程中，在器件運行期間也必須檢測到 LED 短路，以避免出現(xiàn)危險狀態(tài)。檢測這種狀態(tài)的一種方法是強制幾毫安的電流正向流動。這種電流可以在亞照明范圍測試 LED，因此終端用戶不會察覺到亮度。但是這種方法有一些缺點：LED 廠商通常不會測試亞照明范圍。由于生產的工藝差異，不僅在 LED 類型之間即使在單個 LED 類型中都存在巨大的不準確性差異。這可能會帶來漏檢測某個短路 LED，或者偽錯誤檢測。TPS61310 則不一樣。如果一個或者多個 LED 工作時出現(xiàn)短路狀態(tài)，低側電流阱 LED1、LED2、LED3 便按照視頻照明模式或者閃光燈模式各自的設定，限制最大輸出電流，增加其輸入電阻來防止吸取電流過多。另外，這一過程受到監(jiān)控，并且通過 I2C 接口將短路 LED 狀態(tài)反映給生產期間的測試設備，或者反映給工作中的相機引擎。利用類似方法，也可以對開路狀態(tài)進行檢測。

　　過溫檢測

　　一種吸引人的移動電話產品設計在某些情況下卻并不符合最佳熱設計要求。高功耗閃光燈 LED 具備有限的允許脈沖處理能力。如果電話暴露在高溫下，和/或由于前面的閃光操作 LED 溫度上升，電容式熱敏電阻可能會無法處理 LED 功率損耗，從而導致 85°C 以上高溫下發(fā)光效率的不可逆下降，使用壽命縮短，甚至熄滅。為了消除散熱設計和功能/誘人設計急需之間的差距，TPS61310 允許使用一個 NTC 檢測電阻測定一個或多個 LED 溫度。如果超出關鍵溫度，則通過軟件降低 LED 開/關時間脈沖比，從而讓 LED 可以在閃光燈工作間隙冷卻下來。這種特性也可以用作手指燙傷保護功能。

　　TPS61310 芯片溫度也同樣受到監(jiān)控。除了標準的熱關機功能以外，TPS61310還可以向相機引擎提供早期預警功能，以避免熱關機功能被意外觸發(fā)，從而為器件冷卻提供空間。

　　TPS61310電影照明/閃光燈驅動器

　　TPS61310 能夠驅動一個 1.5A 的單、雙或者三閃光燈 LED 應用。諸如電池電壓監(jiān)控、省電運行功能、可靠 LED 短路檢測的專有特性讓其成為閃光燈驅動和電影照明的簡單集成解決方案。通過高速 I2C I/F 實現(xiàn)可編程以后，器件擁有最高的跨平臺設計靈活性。作為一種選項，專用邏輯輸入可用于零延遲觸發(fā)。2x2mm2 芯片級封裝以及無需通過外部組件編程設定電流或閃光燈導通時間帶來了極小的解決方案體積。