可拍照手机的LED闪光灯实现方案

电路设计

移动电话中的锂离子电池是电压源，其输出电压随保持的能量大小而变化(通常在2.8~4.2V之间)。因为LED为电流驱动器件，其需要恒流源驱动以获得一致的光输出。电荷泵转换器和电压升压转换器是两种可行的适合于驱动LED闪光灯的DC/DC转换拓扑结构。

闪光灯照明的必要时间长度由具体相机模块的特定要求决定。只要照明时间不短于模块的成像时间，就不会影响照相效果。一般而言，200~300ms的照明时间就足够了。安华高科技的闪光灯模块在脉宽时间短于200ms的情况下，驱动电流可以达到180mA，提供了10lux的亮度。在连续工作条件下，最大允许电流为80mA，产生大约为6lux的亮度。

图2为HSMW-C830闪光灯模块，其并联LED用TPS60230电荷泵IC供电。

图2：使用电荷泵IC驱动并行连接的LED

通过从ISET管脚连接一个外部电阻(10kΩ)到地(GND)，经过D1到D6管脚提供了约16mA的恒定电流。LED闪光灯吸收78mA的电流。需要两个1μF和两个0.47μF的外部电容。此外，由电流控制的电荷泵能确保低EMI干扰。

使能管脚EN1和EN2用来对器件实现使能控制(提供78mA电流的1/3、2/3或全部)，或者将其设置为关断模式，如表3所示。

表3：使用TPS60230电荷泵IC的使能管脚控制LED电流

在关断模式下，电荷泵、电流源和参考电压、振荡器和所有其它功能被关闭，消耗的电流降低到0.1μA。

EN1和EN2上的逻辑电平将ISET管脚上的电压(VISET)设置到地(GND)。电流根据VISET可设置为26mA、52mA或者78mA，如下所示。当EN1=0、EN2=1的时候，则Eq1。

这里，Eq2，因此Eq3。通过将D1连接到D5，这个器件提供的Eq4。

EN1和EN2还可以用于脉宽调制(PWM)调低亮度。PWM信号可以加在EN1或EN2上，或者将两个管脚连接在一起来控制LED闪光灯的亮度。采用完全充满的电池时，这个电路可以获得大于85%的电源转换效率。

图3显示了用TPS61040作为升压转换器来驱动并联LED。

图3：使用升压转换器IC驱动并行连接的LED

通过在FB管脚和GND之间连接一个15Ω的外部电阻，根据反馈电压(VFB=1.233V)，该器件提供80mA的恒定电流。正向电流Eq5。

该设计允许在输出上使用物理尺寸较小的外部器件(使用陶瓷电容代替钽电容)，这是由于TPS61040提供的开关频率高达1MHz。PWM控制管脚用来控制闪光灯LED的亮度。该电路可以获得85%的电源转换效率。

通过改变R1和D3的值(见图4)，升压拓扑可以驱动串联的LED(安华高科技HSMW-C850)。

图4：使用升压转换器IC驱动串行连接的LED

使用47Ω的接地电阻和1.233V的参考电压，该器件能提供26mA的电流。