手機(jī)數(shù)碼相機(jī)的低壓閃光燈設(shè)計(jì)

1、    手機(jī)數(shù)碼相機(jī)的低壓閃光燈設(shè)計(jì)作者Email:alec摘要：本文介紹了手機(jī)數(shù)碼相機(jī)用低壓閃光燈電路設(shè)計(jì)、主要器件選用要求。關(guān)鍵詞：低壓閃光燈FlashLED電荷泵手機(jī)的周邊設(shè)計(jì)是增加手機(jī)附加功能、增加手機(jī)的賣點(diǎn)、增加手機(jī)的新的利潤主要方法。每年推出的數(shù)百種新款手機(jī)，無非是增加或改變了手機(jī)的外觀形狀和顏色、鍵盤燈和顯示屏的顏色和亮度、聲音重現(xiàn)的方式和質(zhì)量、鈴聲和弦的變化、附加拍照功能或能上網(wǎng)、接收電視和電臺、MP3播放等等。手機(jī)增加數(shù)碼摘要：本文介紹了手機(jī)數(shù)碼相機(jī)用低壓閃光燈電路設(shè)計(jì)、主要器件選用要求。關(guān)鍵詞：低壓閃光燈 FlashLED&

2、#160; 電荷泵     手機(jī)的周邊設(shè)計(jì)是增加手機(jī)附加功能、增加手機(jī)的賣點(diǎn)、增加手機(jī)的新的利潤主要方法。每年推出的數(shù)百種新款手機(jī)，無非是增加或改變了手機(jī)的外觀形狀和顏色、鍵盤燈和顯示屏的顏色和亮度、聲音重現(xiàn)的方式和質(zhì)量、鈴聲和弦的變化、附加拍照功能或能上網(wǎng)、接收電視和電臺、MP3播放等等。手機(jī)增加數(shù)碼相機(jī)功能幾乎成了手機(jī)新設(shè)計(jì)方案的必然趨勢，目前市場上的手機(jī)數(shù)碼相機(jī)大多是選用30萬像素VGA格式的CMOS鏡頭，100萬至200萬像素的CMOS鏡頭選用已經(jīng)成為當(dāng)前手機(jī)設(shè)計(jì)的主流。為了給手機(jī)數(shù)碼相機(jī)拍照時補(bǔ)光，閃光燈也就成了手機(jī)的必需品。 

3、60;  閃光燈是拍照的輔助工具，它是攝影光源的一種，當(dāng)拍照時，周圍環(huán)境的自然光源（日光）或人工光源（燈光等）不足的時候，閃光燈就成了彌補(bǔ)這一不足的機(jī)動光源。各種相機(jī)內(nèi)置或外加的萬次閃光燈，最通用的都是通過振蕩電路和變壓器升壓，經(jīng)大電容器儲存能量，在需要的瞬間釋放并感應(yīng)出高壓，激發(fā)惰性氣體發(fā)出脈沖光源，從而獲得極強(qiáng)的瞬時功率。    以高亮度LED為閃光燈源的低壓閃光燈的出現(xiàn)，給傳統(tǒng)的閃光燈帶來一個革命性的變化。低壓閃光燈不需要振蕩電路、不需要升壓變壓器和儲能大電容器，F(xiàn)lash LED只需要3.54.5V的直流電壓、120-250mA的電流就可使其發(fā)出

4、2000mcd7500mcd的高亮度光線，照亮需要輔助光的被攝主體。LED低壓閃光燈電路簡單、高效、省電、低成本、占PCB面積特小，特別適用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和手持設(shè)備，因此將贏得整個手持影像產(chǎn)品市場的青睞。    Flash LED的選用    LED閃光燈的選用第一要點(diǎn)就是高亮度和能通過大電流， LED發(fā)光的亮度與通過電流成正比。用在手機(jī)鍵盤的LED，其使用電流大約是7-12mA，其亮度大約是20-40mcd；用在STN-LCD屏背光的LED ，其使用電流大約是14-20mA，其亮度大約是100-1000mcd；而用作閃光燈的LED

5、，其使用電流大約是120-250mA，其亮度大約是2000-7500mcd；由此可見，手機(jī)上不同用途的LED，其性能也是完全不同的。    閃光燈用Flash LED選用的主要技術(shù)參數(shù)是：    1） 亮度（Iv），目前產(chǎn)品能達(dá)到最高亮度大約是7500mcd ；    2） 脈沖峰值電流（IFP），一般要求100-400    隨著LED技術(shù)的突飛猛進(jìn)，用作閃光燈的Flash LED 技術(shù)參數(shù)提高很快，早期的Flash LED為了提高其亮度是在一個芯片封裝

6、中放入5顆管芯，隨著單顆管芯亮度的不斷提高，分別出現(xiàn)4顆、3顆，乃至2顆管芯。Flash LED的外形圖如圖1。    實(shí)現(xiàn)白光的LED是基于氮化鎵(GaN)藍(lán)光LED技術(shù)，LED閃光燈目前都是一顆LED閃光燈安裝幾個藍(lán)色LED管芯加上黃磷濾色鏡的結(jié)構(gòu)原理來發(fā)出白光的，這也是最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方案；用一顆RGB（紅綠藍(lán)）三色管芯LED也是可以合成白光，但一顆RGB LED比一顆LED閃光燈價格貴，紅綠藍(lán)三色要分別調(diào)控亮度才能合成白光，使用成本較高，只有在需要調(diào)節(jié)閃光色溫和多彩的高級方案中才選用。    LED閃光燈內(nèi)幾顆LED管芯并聯(lián)使用，

7、所以需要較大的工作電流。電路圖符號如圖2。    LED閃光燈都帶反光罩和透鏡如圖3，因此在幾米的距離內(nèi)能提供均衡的光線。    Flash LED的主要技術(shù)參數(shù)是亮度（IV）、視角()、前向電壓（VF）、前向電流（IF）、功耗（Pd）、峰值電流(IFP)、管芯數(shù)量和外形尺寸。表1是常用Flash LED性能表。    Flash LED的亮度（IV）與通過的峰值電流(IFP)成正比，IV 與 IFP 關(guān)系見圖4。表1  常用Flash LED性能表參數(shù)符號SLMW250SLMW350

8、LWH1033LH-121461-25UWCNBCW011T前向電壓VF3.2-3.4V3.3-3.5V3.4-3.6V3.0-3.8V3.5V3.6V前向電流IF50 mA80 mA60 mA30 mA25 mA50 mA峰值電流IFP100 mA400 mA100 mA100 mA100 mA100 mA功耗PD200 mW280 mW80 mW114 mW110 mW400 mW反向電壓VR5 V5 V5 V5 V5 V5 V反向電流IR100 uA5 uA10 uA8 uA50 uA100 uA亮度IV7-8 cd3.7-4.2cd2.4-3.4

9、cd2.0-3.5cd2.0cd1.9-2.6cd視角120°120°120°110°120°120°外形尺寸 5.2X5.2X2.5mm5.4X5X1.8mm3.2X2.8X1.8mm5X6X2.5mm5X6X2.5mm5X6X2.2mm管芯數(shù) 243354腳數(shù) 4 pin4 pin4 pin4 pin6 pin4 pin    Flash LED驅(qū)動電路設(shè)計(jì)    手機(jī)數(shù)碼相機(jī)的低壓閃光燈電路設(shè)計(jì)本著高效、低成本、占地面積小的原則來選擇Fla

10、sh LED的驅(qū)動IC。要求這顆驅(qū)動IC能在低電壓下輸出150-300mA電流，周邊使用的器件要少，這樣可以有效的減少PCB板的面積。要將手機(jī)鋰電池不穩(wěn)定的低電壓轉(zhuǎn)換成4-5V穩(wěn)定的和能輸出150-300mA電流的Flash LED驅(qū)動工作源，就目前的IC來說，有二種原理的IC可以考慮，一種是借助于電感器的升壓電路（圖5），一種借助于電容器升壓的電荷泵電路（圖6）。它們的實(shí)驗(yàn)PCB板圖如圖7,左面是借助于電容器升壓的電荷泵電路實(shí)驗(yàn)PCB板,右面是借助于電感器的升壓電路實(shí)驗(yàn)PCB板，為了演示方便，實(shí)驗(yàn)PCB板用按鈕替代觸發(fā)IC。選用電容器升壓的電荷泵電路比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，PCB板上除了電荷泵和Flash LED二顆IC外，只需要三個電容器、二個電阻器和一個0.5A電流的MOSFET，占用PCB板面積較小；選用電感器的升壓電路，除了升壓和Flash LED二顆IC外，還需要一個電感器、一個肖特基二極管和數(shù)個電容器、電阻器。從手機(jī)的特殊應(yīng)用來思考，手機(jī)的LCD顯示屏和照相機(jī)鏡頭、閃光燈都位于手機(jī)的上方，與手機(jī)的射頻電路靠得很近，因此如何防止幅射和串?dāng)_