手持設(shè)備小電流閃光燈驅(qū)動方案

1、手持設(shè)備小電流閃光燈驅(qū)動方案如今，愈來愈多的手機(jī)、mp4、pda等數(shù)碼產(chǎn)品帶有拍照功能，隨著百萬像素攝像頭應(yīng)用的普及，用戶對比相及攝像的效果與質(zhì)量要求也逐漸提高。為了在環(huán)境亮度較暗的狀況下，仍能獲得較好的拍攝質(zhì)量，部分手機(jī)、mp4、pda產(chǎn)品中已經(jīng)添加了閃光燈。有了閃光燈，才干真正不受環(huán)境的限制，“想拍就拍”；同時閃光燈還能當(dāng)作手電筒用法，在須要的時候用作應(yīng)急照明。帶有閃光燈的這類產(chǎn)品，更像“數(shù)碼相機(jī)”，因此受到了用戶的普遍歡迎。小閃光燈的驅(qū)動要求鑒于種種緣由，市場上大部分手機(jī)、mp4、pda等產(chǎn)品中的閃光燈是用低亮度、低成本的來實(shí)現(xiàn)。這類閃光燈內(nèi)部通常是由幾個白光led燈芯組成，有的挺直在內(nèi)

2、部并接或串接，只提供2個銜接引腳；有的提供6個引腳讓用戶在外部自由配置成串聯(lián)或并聯(lián)形式。因?yàn)榇?lián)銜接閃光燈需要基于的boost升壓芯片來驅(qū)動，電感體積過大以及emi干擾較嚴(yán)峻使其很難在手持設(shè)備中用法，故目前手持設(shè)備應(yīng)用中大多用法并聯(lián)銜接的閃光燈。圖1 幾種典型的閃光燈管芯銜接方式受制于目前l(fā)ed的工藝水平和價格，手持設(shè)備應(yīng)用中的閃光燈通常只允許每顆30ma左右的持續(xù)電流和不超過100ma的峰值電流（廠家對峰值電流的持續(xù)時光和頻率有嚴(yán)格要求）。因?yàn)橥ㄟ^電流較小，閃光時亮度較低（約為5000mcd），這明顯達(dá)不到專業(yè)相機(jī)閃光燈（多采納氙氣燈）的要求，但由于led閃光燈成本低，實(shí)現(xiàn)容易，目前仍然是手

3、持設(shè)備的主要挑選。實(shí)現(xiàn)閃光燈功能，需要添加一片閃光燈驅(qū)動芯片。不僅要求其能將燈點(diǎn)亮，還要能靈便地設(shè)定工作電流，同時又要能在torch模式或flash模式中便利切換。工作在torch模式時，閃光燈持續(xù)發(fā)光，用作手電筒照明或拍攝短片時背景照明，也可用作黑暗環(huán)境下拍照前的預(yù)閃。而工作在flash模式時，則用作拍照時短時光閃光，加大曝光量。閃光燈驅(qū)動芯片是否可以靈便的設(shè)定驅(qū)動電流以及便利地舉行模式切換打算了該芯片的易用性。傳統(tǒng)解決計劃面積大，效率低在通過較大電流時，閃光燈管的正向壓降vf（44.5v）通常要高于鋰電池的，所以并聯(lián)閃光燈驅(qū)動芯片大都采納charge pump升壓技術(shù)，將電池電壓升到一個較

4、高值來驅(qū)動led。在傳統(tǒng)解決計劃中，普遍用法一種恒壓輸出的charge pump芯片來驅(qū)動小電流閃光燈。2為某典型產(chǎn)品的應(yīng)用計劃。該芯片輸出恒定的電壓（4.5v或5v），通過rb限流設(shè)定torch模式下的電流；而在flash模式時，將flash gate（n溝的）閉合，rb與rf兩個限流電阻并聯(lián)，等效電阻值降低，導(dǎo)致流過led燈的電流顯然增大，亮度增強(qiáng)，發(fā)生“閃光”。圖2 傳統(tǒng)小電流閃光燈驅(qū)動計劃圖2中的解決計劃有兩個顯然缺點(diǎn)：1，芯片工作在固定2倍升壓模式，恒壓輸出，效率很低。2因?yàn)閠orch和flash模式下通過led燈電流較大，限流電阻需要用法0603或0805的封裝，flash gat

5、e普通也要用法sot23的封裝。這不僅增強(qiáng)了面積，也增強(qiáng)計劃成本。一些改進(jìn)的產(chǎn)品采納了分?jǐn)?shù)電荷泵工作模式，略微提高了一些轉(zhuǎn)換效率，但依然用法恒壓輸出，需要外置限流電阻和mos開關(guān)，仍然無法克服上述缺點(diǎn)。cp2130的新型閃光燈驅(qū)動計劃市場上一些專用的閃光燈驅(qū)動芯片可以很好的解決上述問題，但這類產(chǎn)品通常都是專為高達(dá)500ma甚至安培級電流的閃光燈應(yīng)用而設(shè)計的，芯片價格很高，這使得無數(shù)客戶不得不繼續(xù)用法傳統(tǒng)的解決計劃。啟攀微（chiphomer）針對小電流閃光燈的應(yīng)用現(xiàn)狀，開發(fā)的新產(chǎn)品cp2130，給出了一種全新的閃光燈驅(qū)動計劃，有效的解決了計劃易用性和成本的沖突。cp2130是一種1倍，1.5倍

6、自適應(yīng)模式切換的電荷泵型led驅(qū)動芯片，可支持多達(dá)5顆led燈的應(yīng)用，支持寬頻率范圍的調(diào)光，驅(qū)動電流由iset腳的rset電阻設(shè)定，采納小體積（3mm x 3mm）的qfn16封裝?；趕mart mirror專利技術(shù)，可為各led通道提供超精確電流匹配。驅(qū)動2.8inch 背光的典型應(yīng)用計劃見圖3。圖3 cp2130背光驅(qū)動計劃cp2130特殊設(shè)計的電流驅(qū)動結(jié)構(gòu)同時可以滿足小電流閃光燈的驅(qū)動需求。其可以保證提供持續(xù)輸出150ma，峰值輸出300ma的驅(qū)動能力，滿足了目前大部分手機(jī)、mp4、pda等產(chǎn)品的小電流閃光燈的驅(qū)動需求。典型應(yīng)用圖見圖4。圖4 cp2130小電流閃光燈驅(qū)動計劃在圖4計劃

7、中，en信號作為芯片使能。當(dāng)en為低電平常，芯片進(jìn)入shutdown模式，漏電流極低。當(dāng)en為高電平常，芯片處于工作狀態(tài)。gpio-flash用于torch和flash模式的挑選切換。當(dāng)gpio_flash設(shè)定為高阻態(tài)（或者設(shè)定為輸入端口時），iset端電阻僅為rset，此時設(shè)定在較小的驅(qū)動電流上，芯片工作在torch模式。而當(dāng)gpio_flash輸出低電平常，iset端等效電阻為radj和rset兩電阻的并聯(lián)，等效電阻值變小，此時設(shè)定在較大的驅(qū)動電流上，芯片進(jìn)入flash模式?？梢?，用法gpio_flash的io信號可便利的在torch模式和flash模式之間切換。以80ma torch，2

8、50ma flash的典型應(yīng)用為例，兩電阻可按如下規(guī)章挑選：當(dāng)輸出80ma時，5個輸出并接，相當(dāng)于每路輸出16ma，通過公式1易得rset為10k； 當(dāng)需要輸出250ma時，相當(dāng)于每路輸出50ma，通過公式1易得等效rset為3.1k（實(shí)際rset與radj的并聯(lián)值）；此時，可推算出radj約4.5k，取鄰近的標(biāo)稱電阻即可。也可以將gpio_flash挺直輸出高電平來進(jìn)入torch模式，輸出低電平進(jìn)入flash模式。此時io控制比較容易，但要通過公式2來計算rset與radj的電阻值，相對復(fù)雜一些。公式1和公式2中rset為iset引腳端對地等效電阻值，iled為設(shè)定的cp2130每路輸出電流

9、值。公式2中各電阻的單位為k，vio為gpio_flash的io電壓，單位為v，如低電平為0v，高電平為2.8v。需要指出的是，用于控制模式切換的gpio端口內(nèi)部應(yīng)沒有上拉或下拉電阻，否則會造成實(shí)際電流與按上述公式計算電流的偏差。用戶可以挑選沒有上拉或下拉電阻的端口，或者選用可以將上拉或下拉電阻關(guān)閉的端口來舉行模式切換。比較圖4中的cp2130驅(qū)動計劃和圖2中的傳統(tǒng)的解決計劃，簡單看出：1cp2130是自適應(yīng)模式切換的電荷泵，是電流輸出型器件，平均效率高。2cp2130外圍僅需幾個0402封裝的一般電阻來設(shè)定和調(diào)整閃光燈電流，計劃板上面積小，實(shí)現(xiàn)成本低。實(shí)際應(yīng)用的問題實(shí)際應(yīng)用中閃光燈組件及其聚

10、光鏡的安放對亮度和效果有一定影響，應(yīng)當(dāng)綜合廠家的建議和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀，合理設(shè)計。同時應(yīng)注重應(yīng)用場合的實(shí)際散熱烈況，散熱不良將導(dǎo)致閃光燈溫度過高，影響壽命。通常應(yīng)對整機(jī)產(chǎn)品舉行老化實(shí)驗(yàn)，測試閃光燈在閃光持續(xù)時光較長（比如200300ms）時，延續(xù)工作（比如閃耀5千次，1萬次）狀況下是否平安。另外了解到在有些產(chǎn)品中，將閃光燈通過mosfet負(fù)載開關(guān)挺直銜接在電池上，從鋰電池上挺直取電來驅(qū)動閃光燈。這種方式是很不行取的。因?yàn)殇囯姵仉妷鹤兓梅秶艽?，這將導(dǎo)致閃光燈亮度差異嚴(yán)峻，在電池電壓較低時，閃光亮度急劇退化。而在電池電壓較高時，效率低，特殊鋪張電能。因此，一定要選用一塊閃光燈驅(qū)動芯片來管理閃光燈。小結(jié)啟攀微電子（chiphomer）長期以來，向來致力于開發(fā)滿足客戶真