驅(qū)動高功率LED相機閃光燈
|
上傳人：Christophe Vaucourt 上傳時間： 2011-07-07 瀏覽次數(shù)： 261 |
引言
拍照手機的質(zhì)量正不斷提高，其中包括更高的分辨率、更佳的焦距、功能增強的圖像處理軟件以及防抖動等特性。然而比較落后的一方面是在低光照環(huán)境中拍攝照片時的閃光燈電能。許多手機由于提供了一個低電流 LED 拍照閃光或快閃，因而性能大打折扣，就低光照條件下獲得可接受圖像質(zhì)量的照片而言，這樣的光能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
要想成為一種實用的快閃技術(shù)，光源就必須能夠在一定的目標(biāo)范圍內(nèi)提供足夠的亮度(例如：>50lux @ 1m)。業(yè)界一流的高功率、高亮度白光 LED 技術(shù)可實現(xiàn)這一目標(biāo)—— 每個芯片的驅(qū)動電流高達(dá) 1500mA。
功能整合的手機設(shè)備將越來越受市場的推崇，因此呈現(xiàn)出了對小型化、通用靈活性、外形尺寸以及上市時間的不斷需求。為了滿足這些需求，TI 推出了一系列易于設(shè)計、且優(yōu)化的高功率 LED 閃光燈驅(qū)動器 (TPS61050/2/4)。這些器件具有不到 25mm2 的解決方案尺寸，并且能夠為 LED 提供高達(dá) 5W 的電能。
圖 1 TPS61050 應(yīng)用概述
在采用單體鋰離子 (Li-Ion) 電池的便攜式應(yīng)用中，白光 LED 兩端壓降與電流調(diào)節(jié)器兩端凈空電壓 (headroom voltage) 的和可以低于或高于電池電壓。這就是說 LED 驅(qū)動器拓?fù)鋺?yīng)該能夠處理降壓和升壓運行模式。
實施降壓轉(zhuǎn)換最簡單的方法是利用一個線性低側(cè)電流調(diào)節(jié)器。這種方法的優(yōu)勢在于成本低且高效率，因為 LED 正向電壓通常會稍微低于額定的電池電壓。
本文將解決 LED 相機閃光燈應(yīng)用及相關(guān)的難題，其中包括：高功率 LED 驅(qū)動器架構(gòu)、電池電流以及壓降。
LED 相機閃光燈驅(qū)動器拓?fù)?/strong>
不管廠商、型號、尺寸或功率如何，所有的 LED 都是在恒流驅(qū)動時性能最佳。以流明為單位的光輸出與電流成正比，因此 LED 廠商規(guī)定了其器件在規(guī)定正向電流 IF 時的諸多特性(例如：光度、色溫等)。高功率 LED 會呈現(xiàn)出一個陡峭的 I-V 曲線，因此以恒定電壓驅(qū)動 LED 可導(dǎo)致明顯且?guī)缀鯚o法預(yù)計的正向電流變化。
TPS6105x 產(chǎn)品采用一個 2-MHz 恒定頻率、電流模式脈寬調(diào)制 (PWM) 轉(zhuǎn)換器生成驅(qū)動高功率 LED 所需的輸出電壓。該器件集成了一個基于 NMOS 開關(guān)的功率級和一個同步 NMOS 整流器。此外，該器件還實施了一個線性低側(cè)電流調(diào)節(jié)器，以在電池電壓高于二極管正向電壓時控制 LED 電流。
圖 2 TPS61050 功能結(jié)構(gòu)圖
出于簡化和減少芯片面積占用的目的，我們使用了低側(cè)電流檢測電路，該電流檢測電路基于一個設(shè)計旨在飽和區(qū)域運行的有源電流鏡。該器件根據(jù)電流阱兩端的壓降將自動在線性降壓模式和具有最低 250mV 檢測電壓的電感升壓模式之間轉(zhuǎn)換。
這種架構(gòu)的優(yōu)勢在于在所有的 LED 電流和電池電壓條件下其效率都非常高，因為可以將輸入電壓升壓至 LED 正向電壓與電流阱凈空電壓之和。
用戶名： 密碼：
