针对移动电话的闪光灯LED驱动器-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

LED 已经成为移动电话中电影照明和相机闪光灯的标准解决方案。对于更高画质和更高分辨率的需求，要求更亮的闪光灯 LED 解决方案。所面临的挑战是如何通过实现最高效率的解决方案来从电池中挤压出最佳的光通量。这样一来，从电池吸收大电流的运行，要求具备许多省电运行特性以及一种稳健的系统设计。本文将介绍一种系统层闪光灯 LED 驱动器设计，以及能够确保系统安全运行和集成的一些特性。
　　高效的相机闪光灯 LED 驱动

　　高分辨率相机在最低光照环境下，要求有高亮度的闪光来完成照相。客户要求提供一种闪光灯解决方案作为手机的标准功能。安装闪光灯的移动电话已经成为一种有吸引力的卖点。这种特性需要高光通量，从而给高效 LED 驱动器系统设计带来了挑战。

　　系统设计

　　移动电话中闪光灯 LED 的高正向电压和电流以及给定的电池电压，让升压转换器成为最佳的解决方案。驱动大电流时，基于电感的升压转换器呈现出令人满意的效率。LED　必须为电流驱动，因为正向电压不仅仅随温度而变化，而且也有其自身的差异。正向电压的这种变化源自于其生产过程，其变化范围为 ±20%，请参见图 1。

图 1 闪光灯 LED VF / IF 图

　　将闪光灯 LED 与一个电流检测电阻串联，然后通过一个升压转换器来驱动，这是一种简单的方法。图 1 描述了这种方法。

图2使用外部电流检测电阻的简单LED 驱动方法

　　对升压调节器的输出电压进行控制，以匹配通过外部电阻检测的设定 LED 电流。不幸的是，这样做会让设计人员背离要从电池提供的有限电能中挤压出最高光通量的目标。外部电流检测电阻带有高功耗，其大小受到控制，目的是在低电流状态下也可以提供可用的裕量电压，从而为持续的电影照明提供驱动。另一方面，如果电流增加，则电流检测电阻的压降升高，带来大量的功耗。另外，具有理想功耗额定值的高精度电阻较昂贵，且会增加解决方案的体积，从而每条 LED 通道都要求一个电阻。

　　因此，更好的解决方案是一个集成在 LED 驱动器中的有源电流阱或者电流源，如图 3 所示。我们可使用一种压降和由此产生的功耗都得到降低的方法对内部电流检测电阻进行调节，具体调节情况取决于 LED 电流的大小。如果为低 LED 电流，则压降可以维持足够的高以获得精确的检测信号。

图3使用自适应电流阱和检测的改进型LED 驱动方案

　　电流阱不仅仅检测 LED 电流，通过动态调节电阻，其还可以对 LED 电流进行调节。所产生的电流阱压降作为动态调节升压转换器输出电压所需的信息，旨在任何电流电平下都能够将功耗控制在一个可接收的最低限度。

图4有源电流检测与电阻式电流检测比较

　　图 4 显示了使用一个 1Ω 电阻检测电流和使用一个调节至 400mv 压降的有源电流检测方法之间的比较情况。受益于低功耗，有源电流检测方法明显有助于更高的系统效率。

　　从电池挤压出光通量

　　过去，RF PA 从移动电话电池吸取最高的脉冲电流。随着过去 5 年间多功能手机的发展，处理器供电和本文重点介绍的闪光灯 LED 供电吸取了最高的电流。例如，如果要驱动 1.5A 的 LED 电流，从电池吸取的电流可高达 3A，这是因为升压转换器的电压比。如此高的电流会使电池电压急剧下降。欠压阈值检测机制会防止系统在这种情况下出现故障。在闪光灯开启时由于低电池电压电话会彻底关机，这是一种非常糟糕的用户体验。常用的解决方案是在低电池电压状态时让相机软件关闭闪光灯，相比之下不使用闪光的用户体验还不至于太坏。PMIC　提供的缓慢电池电压信息刷新率、电池温度和老化效应以及更严重的不准确性放宽了安全的界限。

　　如果闪光灯驱动器本身能够防止电池电压下降过多，那么就可以保持较小的安全界限。通过使用一个受控转换率升高 LED 电流，并在上升期间持续监控电池电压可以实现这一目标。

　　TI 拥有一种监控电池电压的闪光灯驱动器技术。要获得稳定的 LED 电流波形并且避免过多的电池压降，闪光灯驱动器要主动控制 LED 电流上升/下降顺序。在上升阶段（上升斜率为 25mA/12??s），要对输入电压进行监控。如果输入电压降至某个设定阈值以下，则器件即刻停止让 LED 电流进一步上升至该设定阈值，并将闪光灯电流保持在实际电平，参见图 5。

图5电池压降监控

　　因此，可以保证安全界限非常小，并且手机不会关机。电池周期中的不可逆电池压降得到避免，并且增加了电池总体工作时间。

　　安全系统集成

　　驱动高脉冲电流时，聚光灯为安全无故障运行。移动电话厂商迫切要求一种无缝系统集成解决方案。因此这就要求一种特性集，而不仅仅是标准安全运行特性，例如：电感电流限制、欠压保护等。TPS61310 闪光灯 LED 驱动器拥有这种特性集，可以用于这种高要求的运行。

　　LED故障检测

　　不仅仅在生产过程中，在器件运行期间也必须检测到 LED 短路，以避免出现危险状态。检测这种状态的一种方法是强制几毫安的电流正向流动。这种电流可以在亚照明范围测试 LED，因此终端用户不会察觉到亮度。但是这种方法有一些缺点：LED 厂商通常不会测试亚照明范围。由于生产的工艺差异，不仅在 LED 类型之间即使在单个 LED 类型中都存在巨大的不准确性差异。这可能会带来漏检测某个短路 LED，或者伪错误检测。TPS61310 则不一样。如果一个或者多个 LED 工作时出现短路状态，低侧电流阱 LED1、LED2、LED3 便按照视频照明模式或者闪光灯模式各自的设定，限制最大输出电流，增加其输入电阻来防止吸取电流过多。另外，这一过程受到监控，并且通过 I2C 接口将短路 LED 状态反映给生产期间的测试设备，或者反映给工作中的相机引擎。利用类似方法，也可以对开路状态进行检测。

　　过温检测

　　一种吸引人的移动电话产品设计在某些情况下却并不符合最佳热设计要求。高功耗闪光灯 LED 具备有限的允许脉冲处理能力。如果电话暴露在高温下，和/或由于前面的闪光操作 LED 温度上升，电容式热敏电阻可能会无法处理 LED 功率损耗，从而导致 85°C 以上高温下发光效率的不可逆下降，使用寿命缩短，甚至熄灭。为了消除散热设计和功能/诱人设计急需之间的差距，TPS61310 允许使用一个 NTC 检测电阻测定一个或多个 LED 温度。如果超出关键温度，则通过软件降低 LED 开/关时间脉冲比，从而让 LED 可以在闪光灯工作间隙冷却下来。这种特性也可以用作手指烫伤保护功能。

　　TPS61310 芯片温度也同样受到监控。除了标准的热关机功能以外，TPS61310还可以向相机引擎提供早期预警功能，以避免热关机功能被意外触发，从而为器件冷却提供空间。

　　TPS61310电影照明/闪光灯驱动器

　　TPS61310 能够驱动一个 1.5A 的单、双或者三闪光灯 LED 应用。诸如电池电压监控、省电运行功能、可靠 LED 短路检测的专有特性让其成为闪光灯驱动和电影照明的简单集成解决方案。通过高速 I2C I/F 实现可编程以后，器件拥有最高的跨平台设计灵活性。作为一种选项，专用逻辑输入可用于零延迟触发。2x2mm2 芯片级封装以及无需通过外部组件编程设定电流或闪光灯导通时间带来了极小的解决方案体积。

关键字：移动电话驱动器编辑：冰封引用地址：针对移动电话的闪光灯LED驱动器

上一篇：分析大功率LED灯的驱动方法及其应用技术
下一篇：基于TNY279的大功率LED驱动电源电路设计

推荐阅读最新更新时间：2023-10-18 15:45

TI推出业界首款24V 正弦无传感器无刷DC电机驱动器

TI 单一 IC 解决方案可最小化板级空间并加速设计进程，而且还可将声频噪声锐降75%。 2014 年 10 月 22日，北京讯--- 日前，德州仪器 (TI) 宣布推出业界首款 24V 正弦无传感器无刷 DC (BLDC) 电机驱动器。该 DRV10983 采用具有集成型控制逻辑的可配置 3A 驱动器，可帮助客户通过快速调节电机实现可靠启动和最佳性能。DRV10983 采用 180 度正弦无传感器技术，与同类竞争解决方案相比，可将噪声锐降 75%，充分满足制冷风扇、吊扇、鼓风机以及小电器等应用需求。 DRV10983 的主要特性与优势： 超静音工作：180 度纯正弦无传感器工作与高级启动算法相结合，产生噪音

[工业控制]

智能型电源模块加速三相电器电机驱动器开发

电器工程师需要一种设计方法，能够简化高效洗衣机、冰箱、空调和其他家用电器的三相变速电机驱动器的开发过程。变速电机驱动器采用电子线路来改变电机的转速，而不是旧式电器中所使用的较低可靠性机械变速法。而且，利用电子控制法来进行变速还能够在不需要更高速度，及低电机转速的情况下，实现节能。相对高速而言，低速条件下的功耗较少。一个集成电源模块（IPM）可提供该功能。　　要在合适的相位上产生适量的功率以驱动这些变速电机，就必需对电机及其关联驱动器有所了解。除此之外，如何在苛刻的工作条件下获得高可靠性以及操作的安全性，并使辐射指标符合国际标准 EMC 限定值也是设计人员所面临的挑战。这需要电机驱动电子技术方面的相关知识。图 1：显示

[工业控制]

TDK扩展嵌入式电机控制器系列，内置Arm M3电机驱动器

产品特性： HVC 4222F 和 HVC 4422F 属于基于 Arm M3 的电机驱动器，具有 32k 和 64k 两种闪存完全指定，经过高达 160°C 结温测试目标应用包括汽车驱动系统和热管理系统 TDK Corporation 对其 Micronas 嵌入式电机控制器系列产品进行了扩展，以实现高温环境应用。HVC 4222F 和 HVC 4422F 专门针对环境温度要求高达 150 °C 的应用中智能执行器的操作开发研制而成。HVC 4222F 具有 32k 闪存，而 HVC 4422F 则具有 64k 闪存，可应用于更加复杂的软件。这些高温装置主要应用于内燃机驱动系统，以及新兴的电动和混合动力汽车热管理

[嵌入式]

直线电机需要驱动器吗直线电机驱动器原理

直线电机需要驱动器吗是的，直线电机需要驱动器来控制电机的速度和方向，从而实现精准的位置控制。直线电机本质上是一种类似于旋转电机的线性电机，其工作原理是利用磁场作用于线圈产生的力来推动负载沿着直线运动。在直线电机的控制过程中，电流的方向和大小需要精确地控制，而且也需要频繁地改变电流的方向和大小，以实现线性运动。如果直接通过桥式整流器、滤波电容和电阻等电路来驱动直线电机，这种驱动方式的效率低，精度不高，也无法实现高峰值电流和高频率控制。因此，直线电机需要配备专门的电机驱动器，如直线电机驱动器、直线电机控制卡等，以实现精准的位置、速度和力控制等功能。这些驱动器一般采用高级控制算法和电压调制技术，能够根据具体的应用需求，实现

[嵌入式]

基于单片机的直流伺服驱动器

　1 引言　　直流伺服驱动器凭借其优异的驱动性能，在工业、医疗、国防等领域有着广泛应用。典型的直流伺服驱动器的结构如图1-1所示。整个系统是由电流环、速度环和位置环构成的多环控制系统。传统的伺服驱动器使用运放为核心的模拟电路构成，其有结构复杂、参数调整不易和系统性能易受环境影响等缺点。随着微处理器技术、模拟数字接口技术和功率半导体技术的长足发展，现代的直流伺服驱动器普遍采用由微处理器为核心的数字控制系统。以微处理器为核心的伺服驱动器不但可以方便实现以前用模拟电路无法实现的控制算法，并且有着结构简单、参数调整方便、系统性能对环境参数不敏感等优点。同时，数字控制系统还可以充分利用成熟的网络连接技术，实现多机并行运行。

[模拟电子]

同步、低 EMI LED 驱动器具集成式开关和内部 PWM 调光能力

LED 的应用范围不断扩大，已经涉及从通用照明到汽车、工业和测试设备、招牌以及安全设备的各种领域。因此，对 LED 驱动器的设计要求也越来越多了。最新 LED 解决方案要求驱动器具备紧凑的尺寸、高效率和低噪声，并提供高的调光比和先进的故障保护功能。LT3922 非常容易满足这些要求。 LT3922 具集成式开关和内部 PWM 调光能力 LT3922 是一款 36V、同步 LED 驱动器，集成了 2A 开关，可配置为升压、降压或升压-降压型 LED 驱动器。该器件集成了高效率、同步电源开关，采用纤巧的 4mm x 5mm QFN 封装。这款器件采用了ADI最先进的开关技术，虽然封装尺寸很小，却能够提供很大的功率，同时还能够控

[电源管理]

同步、低 EMI LED <font color='red'>驱动器</font>具集成式开关和内部 PWM 调光能力

高功率因数LED驱动器满足世界各地改装灯要求

Diodes 公司 (Diodes Incorporated)推出的AL1676通用AC输入LED驱动器经设计满足或超越世界各地针对非调光改装LED灯泡和灯管照明的功率因数法规要求，提供了具有高效率和低物料清单(BOM)成本的设计。集成式MOSFET的多个选项允许实现300V至650V漏极电压和1A 至4A漏极电流，以适合大多数3W 至18W灯泡的要求。 AL1676采用单级降压转换器拓扑，使用恒定导通时间控制，以实现高功率因数运作；简单的闭环算法确保提供精确的恒定LED输出电流，从而实现良好的线性和负载调整率的要求。临界导通模式简化了EMI/EMC设计需求，同时能够检测关断时间，帮助消除了辅助线圈，有助于器件达到极低的

[电源管理]

选择适合的LED驱动器方案

白光LED广泛用于小型液晶显示器(LCD)面板及键盘背光以及指示器应用。高亮度LED则用于手机和数码相机的闪光光源。这些应用需要优化的驱动器解决方案，能够延长电池使用时间、减小印制电路板(PCB)面积及高度。在这些应用领域，常见的LED驱动器方案涉及线性、电感型或电荷泵型不同拓扑结构，各有其特点。安森美半导体提供所有这三种类型拓扑结构的LED驱动器方案(参见图1)，满足用户不同的应用需求。图1：低压便携设备应用的不同LED驱动器拓扑结构示例。在电荷泵型方案方面，安森美半导体提供支持不同调光类型的产品，如单模、双模、三模或四模电荷泵方案等，如CAT3200、NCP5602、NCP5612、NCP562

[电源管理]

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

热门活动

换一批

■验证并选择心仪MOSFET，探寻选型奥秘！注册、体验双重好礼等你拿~

■评论有奖：元器件采购的秘密法宝，助你做个自带“松弛感”的职场人！

■新栏目器件口碑专辑上线~快来点评吧！

■中星联华直播 | 高速信号完整性分析与测试 — “码”上行动系列线上讲堂

Vishay线上图书馆

白皮书技术文章视频热门推荐