手机相机的LED闪光灯驱动电路设计

　　摘要：  每年市场上都要新增几百款手机，这些手机的基本功能都一样，那就是通信。手机的周边设计是增加手机附加功能、增加手机卖点以及新利润点的主要途径。不同手机的区别主要住于外围功能，譬如外观、屏幕颜色亮度、多媒体功能。

　　每年市场上都要新增几百款手机，这些手机的基本功能都一样，那就是通信。手机的周边设计是增加手机附加功能、增加手机卖点以及新利润点的主要途径。不同手机的区别主要住于外围功能，譬如外观、屏幕颜色亮度、多媒体功能。

　　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

　　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200mA电流，Rsense消耗的功率为：

　　Rsense=50mV200mA=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=UI=（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VinLED的正向电压Vf和升压倍数K（1X,1.5X,2X），其方程式为：

　　η=Vf/（Vink）

　　由于手机电池的工作范围3.6V∽4.2V,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。

　　2.SP6685的闪光模式：

　　SP6685的闪光模式下的FB电压由RSET决定，计算公式如下：

　　VFB=（1.26VRSET）11.2kΩ

　　其中，1.26V是芯片内部参考电压，使内部限流电阻。这样，LED上的电流为：

　　ILED=VFB/Rsense

　　由于LED的电流不通过RSET,所以几乎不消耗功率，可以选择0603或者0402封装的电阻。在整个闪光灯驱动电路方案中，仅需要两个封装的电阻和三个0805封装的电阻，所需的PCB面积为5.43mm,具有业内体积。

　　综合所述，Sipex公司的闪光灯驱动系列产品具有很多优势，包括：采用电流控制模式，可以控制LED上的电流和亮度；外围器件少，所需封装；开关频率，可以选择较小容值的滤波电容和电荷泵电容；

　　不需要电感，不会产生EMI干扰问题；可以工作在1X模式下并且反馈电压低至50mV,所以SP7685/6685/6686的效率在采用电荷泵模式的芯片中为；SP7685内置Timeout功能，在闪光模式下2.5秒后自动关机，从而保护LED,以免LED过热；提供业内驱动电流（达1.2A），并有700mA、400mA不同等级的驱动芯片供选择。