系統層閃光燈LED驅動器設計

本文將介紹一種系統層閃光燈 LED驅動器設計，以及能夠確保系統安全運行和集成的一些特性。

　　高效的相機閃光燈 LED 驅動

　　高分辨率相機在最低光照環境下，要求有高亮度的閃光來完成照相。客戶要求提供一種閃光燈解決方案作為手機的標準功能。安裝閃光燈的移動電話已經成為一種有吸引力的賣點。這種特性需要高光通量，從而給高效 LED 驅動器系統設計帶來了挑戰。

　　系統設計

　　移動電話中閃光燈 LED 的高正向電壓和電流以及給定的電池電壓，讓升壓轉換器成為最佳的解決方案。驅動大電流時，基于電感的升壓轉換器呈現出令人滿意的效率。LED　必須為電流驅動，因為正向電壓不僅僅隨溫度而變化，而且也有其自身的差異。正向電壓的這種變化源自于其生產過程，其變化范圍為 ±20%，請參見圖 1。

　　圖 1 閃光燈 LED VF / IF 圖

　　將閃光燈 LED 與一個電流檢測電阻串聯，然后通過一個升壓轉換器來驅動，這是一種簡單的方法。圖 1 描述了這種方法。

　　圖2使用外部電流檢測電阻的簡單LED 驅動方法

　　對升壓調節器的輸出電壓進行控制，以匹配通過外部電阻檢測的設定 LED 電流。不幸的是，這樣做會讓設計人員背離要從電池提供的有限電能中擠壓出最高光通量的目標。外部電流檢測電阻帶有高功耗，其大小受到控制，目的是在低電流狀態下也可以提供可用的裕量電壓，從而為持續的電影照明提供驅動。另一方面，如果電流增加，則電流檢測電阻的壓降升高，帶來大量的功耗。另外，具有理想功耗額定值的高精度電阻較昂貴，且會增加解決方案的體積，從而每條 LED 通道都要求一個電阻。

　　因此，更好的解決方案是一個集成在 LED 驅動器中的有源電流阱或者電流源，如圖 3 所示。我們可使用一種壓降和由此產生的功耗都得到降低的方法對內部電流檢測電阻進行調節，具體調節情況取決于 LED 電流的大小。如果為低 LED 電流，則壓降可以維持足夠的高以獲得精確的檢測信號。

　　圖3使用自適應電流阱和檢測的改進型LED 驅動方案

　　電流阱不僅僅檢測 LED 電流，通過動態調節電阻，其還可以對 LED 電流進行調節。所產生的電流阱壓降作為動態調節升壓轉換器輸出電壓所需的信息，旨在任何電流電平下都能夠將功耗控制在一個可接收的最低限度。

　　圖4有源電流檢測與電阻式電流檢測比較

　　圖 4 顯示了使用一個 1Ω 電阻檢測電流和使用一個調節至 400mv 壓降的有源電流檢測方法之間的比較情況。受益于低功耗，有源電流檢測方法明顯有助于更高的系統效率。