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可拍照手机的LED闪光灯实现方案
发布时间:2015-12-08 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]-
安华高科技公司的每一个闪光灯模块集成了3个InGaN LED裸片，这些裸片在模块内采用并行连接(HSMW-C830)或者串行连接(HSMW-C8三脚电感50)，每个模块只有阴极和阳极两个端子。这两种方式使用起来各有优缺点(表2)。
表2：串联LED和并联LED的比较
易于级联和散热安华高科技在设计HSMW-C830和HSMW-C850时，使模压电感它们在机械和电子上能够级联。封装特意做得很薄，这样方便设计师将两个模块层叠使光输出倍增，这种组合方式占用空间最小。如果两个模块垂直层叠，其组合后的尺寸只有7.0×4.4mm2。
大多数LED闪光灯模块采用共阳级方式将LED连在一起。闪光灯模块的串行级联需要驱动器能同时提供高电大功率电感贴片电感器流和高电压，而将它们并行级联会造成潜在的光输出亮度变化的问题，这是因为在两个模块之间电流可能分配不均匀。HSMW-C850将所有三个芯片串行连接。如果将其级联，只需调节电压，而无需改变驱动电流，从而不会有两个模块接受的电流不同的问题。此外，市场上现有的升压转换器具有高适应电压低电流驱动的特点，而不是高电流驱动低适应电压，因为这样能节省整体功耗。
LED闪光灯模块在工作期间可能会产生相当高的热量，因此在设计导入过程中必须考虑散热应对措施。大多数手机设计者由于受空间限制，更愿意采用柔性印刷电路板(这种电路板的散热性不好)，而不是FR4 PCB材料。安华高科技的闪光灯模块具有较低的封装热阻，可以有效地释放LED产生功率电感器的热量。安华高科技公司的闪光灯可以在环境温度+55°C下，以80mA的电流连续5秒照明。
电路设计
移动电话中的锂离子电池是电压源，其输出电压随保持的能量大小而变化(通常在2.8~4.2V之间)。因为LED为电流驱动器件，其需要恒流源驱绕行电感器动以获得一致的光输出。电荷泵转换器和电压升压转换器是两种可行的适合于驱动LED闪光灯的DC/DC转换拓扑结构。
闪光灯照明的必要时间长度由具体相机模块的特定要求决定。只要照明时间不短于模块的成像时间，就不会影响照相效果。一般而言，200~300ms的照明时间就足够了。安华高科技的闪光灯模块在脉宽时间短于200ms的情况下，驱动电流可以达到180mA，提供了10lux的亮度。在连续工作条件下，最大允许电流为80mA，产电感器在电路中的作用生大约为6lux的亮度。
图2为HSMW-C830闪光灯模块，其并联LED用TPS60230电荷泵IC供电。
图2：使用电荷泵IC驱动并行连接的LED
通过从ISET管脚连接一个外部电阻(10kΩ)到地(GND)，经过D1到D6管脚提供了约16mA的恒定电流。LED闪光灯吸收78mA的电流。需要两个1μF和两个0.47μF的外部电容。此外，由电流控制的电荷泵能确保低EMI干扰。
使能管脚EN1和EN2用来对器件实现使能控制(提供78mA电流的1/3、2/3或全部)，或者将其设置为关断模式，如表3所示。
表3：使用TPS60230电荷泵IC的使能管脚控制LED电流
在关断模式下，电荷泵、电流源和参考电压、振荡器和所有其它功能被关闭，消耗的电流降低到0.1μA。
EN1和EN2上的逻辑电平将ISET管脚上的电压(VISET)设置到地(GND)。电流根据VISET可设置为26mA、52mA或者78mA，如下所示。当EN1=0、EN2=1的时候，则Eq1。
这里，Eq2，因此Eq3。通过将D1连接到D5，这个器件提供的Eq4。
EN1和EN2还可以用于脉宽调制(PWM)调低亮度。PWM信号可以加在EN1或EN2上，或者将两个管脚连接在一起来控制LED闪光灯的亮度。采用完全充满的电池时，这个电路可以获得大于85%的电源转换效率。
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