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功率电感用于手机相机的LED闪光灯驱动电路(二)

时间:2014-11-15 12:28:01 点击:
    现在市场的LED闪光灯驱动控制器都集成了控制电路和升压开关管,但是贴片功率电感和用于续流的肖特基二极管还是外接的,这增加了电路的复杂性、成本和PCB面积。此外,由于闪光灯驱功电路、LED、显示屏、手机天线一般位于手机上端,与手机的射频电路靠得很近,所以有效防止驱动电路电感的EMI干扰也是很重要的一体成型电感生产厂家问题。

  电荷泵采用电容作储能元件,电荷泵不需要外接电感,因此不存在电磁干扰的问题。此外,整个解决方案所占PCB的面积也较小,但相对来说效率较低。由于闪光灯工作时间非常短,持续时间一般为100~300ms,所以效率对电池使用时间的影响不是太大。

  LED闪光灯驱动电路设计

  Sipex公司的基于电荷泵工作模式的闪光灯驱动芯片,SP6686、SP6685和SP7685支持的闪光灯电流分别为400mA、700mA和1.2A。由于它们的开关频率高达2.4MHz,所以输入输出电容和电荷泵电容的容值都可以选择比业内其产品低。这三款产品都脚对脚兼容,仅仅是电流的最大值不同。下面以SP6685为例讨论这些产品的特性和应用,图2是SP6685的应用电路图。

 

  

 

  Sipex闪光灯驱动器系列产品的外围电路非常简单,仅仅需要三个电容两个电阻,其中Rsense和RSET来设置闪光模式和常亮模式的LED电流。

  1.SP6685的常亮模式:

  SP6685为恒流型驱动芯片,在常亮模式下FB管脚的电压50Mv(典型值),这样LED上的电流为:

  ILED=50mV/Rsense

  需要指出的是,由于FB的电压为50mA,所以即使通过满载200功率电感器厂家mA电流,Rsense消耗的功率为:

  Rsense=50mV×200mA=0.01W

  由此可见,仅用0603封装的SMD电阻就可以满足要求。但在恒压输出工作模式的驱动电路中,限流电阻必须选择较大的封装。LED的正向电压一般为3V∽4V,当输出电压为5V时,加在限流电阻上的电压为1V∽2V,假设闪光灯电流200mA,则限流电阻的功耗为:

  PR=U×I=(1V∽2V)×0.2A=0.2W∽0.4W

  这时必须采用4个1206封装的贴片电阻。相比采用一个0603电阻的SP6685,其PCB面积大大增加。

  与恒压输出的电荷泵相比,SP6685具有效率方面的优势。电荷泵的效率η取决于输入电压Vin LED的正向电压Vf和升压倍数K(1X,1.5X,2X),其方程式为:

  η=Vf / (Vin×k)

  由于手机电池的工作范围3.6V∽4.2V插件电感打样 ,当输出电压为5V时,电荷泵必须工作在升压模式下,即K必须为或者2。而实际上,当输入电压高于LED正向电压Vf一定幅值时,电荷泵可以工作在1X模式下,这时的功率将大大超过1.5X和2X模式下的效率。


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