驅(qū)動電路的比較

根據(jù)驅(qū)動電路的輸出特性，白光led閃光燈的驅(qū)動電路可分為恒壓型和恒流型；按電路工作原理，可以分為電感升壓電路和電荷泵電路。白光led是電流驅(qū)動型器件，其亮度與電流成比例關(guān)系。在恒壓型驅(qū)動電路中，往往有一個(gè)電阻與白光led串聯(lián)，用來設(shè)置產(chǎn)生預(yù)期白光led正向電流所需的電壓。這種方式有一個(gè)缺點(diǎn)，即白光led正向電壓的任何變化都會導(dǎo)致白光led電流的變化，從而無法保證流過白光led的電流等于預(yù)設(shè)置值，也就無法確保白光led的亮度恒定。

而在恒流型驅(qū)動電路中，是通過檢測串聯(lián)在白光led回路電阻的電壓來保證流過白光led的電流恒定的。這種方式可以消除由正向電壓變化而產(chǎn)生的電流變化，因此白光led可產(chǎn)生相對恒定的亮度。

由于移動電話的鋰離子電池的工作電壓范圍一般為3.*.2v，而白光led的正向電壓一般為3～4v，且白光led閃光燈一般為多個(gè)白光led串、并聯(lián)在一起，以提供閃光功能所需的光通量，所以在低電壓輸入、高電壓輸出的時(shí)候，必須采用升壓電路將電壓升高以驅(qū)動白光led。驅(qū)動白光led閃光燈時(shí)一般采用兩種方式升壓，一種是采用以電感為儲能元件的升壓式變換器，另一種是采用以電容為儲能元件的電荷泵。采用以電感為儲能元件的升壓變換器的優(yōu)點(diǎn)是效率相對較高。

現(xiàn)在的白光led閃光燈驅(qū)動控制器都集成了控制電路和升壓開關(guān)管，但是電感和用于續(xù)流的肖特基二極管還是外接的，這增加了電路的復(fù)雜性、成本和pcb面積。此外，由于閃光燈驅(qū)功電路、led閃光燈顯示屏、移動電話的天線一般位于移動電話上端，與移動電話的射頻電路靠得很近，所以有效防止驅(qū)動電路電感的emi干擾也是很重要的問題。圖1是采用電感升壓變換器驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)白光led的典型應(yīng)用電路。

電荷泵采用電容作儲能元件，且不需要外接電感，因此不存在電磁干擾的問題。此外，整個(gè)解決方案所占pcb的面積也較小，但相對來說效率較低。由于閃光燈工作時(shí)間非常短，持續(xù)時(shí)間一般為100～300ms，所以其效率對電池使用時(shí)間的影響不是太大。圖2是采用電荷泵驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)白光led的應(yīng)用電路。

圖1 采用電感升壓變換器驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)白光led的應(yīng)用電路

圖2 采用電荷泵驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)白光led的應(yīng)用電路

在白光led驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)中，有兩個(gè)參數(shù)會影響設(shè)計(jì)方案的選擇，一個(gè)是白光led正向電壓，另一個(gè)是電源的工作電壓。電感式升壓變換器通常用于驅(qū)動串聯(lián)的白光led，它能夠產(chǎn)生充是的輸出電壓，以提供可被編程的驅(qū)動白光led電流。采用這種驅(qū)動方法時(shí)，因?yàn)闊o論正向電壓高低，所有的白光led都能獲得相同的電流，又因?yàn)榘坠鈒ed的亮度與流經(jīng)白光led的正向電流成正比，所以白光led陣列的亮度非常均衡、和諧。

電荷泵可以產(chǎn)生值為輸入電壓整數(shù)倍的輸出電壓。若要提高其擴(kuò)大倍數(shù)，需增加泵電容和開關(guān)電路，因此電荷泵的實(shí)際輸出電壓被限制為了2倍的輸入電壓。雖然有些電荷泵能夠提供分?jǐn)?shù)倍輸出電壓（1.5倍），但是需要2個(gè)泵電容。

因?yàn)?倍壓是最方便的升壓倍數(shù)，考慮到白光led典型的正向電壓，則電荷泵方法主要用于驅(qū)動并聯(lián)的白光led。因?yàn)槊總€(gè)并聯(lián)支路的白光led必須獨(dú)立控制，這必然會導(dǎo)致白光led陣列之間出現(xiàn)輕微的亮度失諧，這種亮度失諧現(xiàn)象在電荷泵驅(qū)動方法中是不可避免的。

與整數(shù)倍壓電荷泵驅(qū)動方法相比，電感升壓變換器的效率更高。改用分?jǐn)?shù)倍壓電荷泵雖然可以提高性能，但是其遠(yuǎn)不如電感升壓變換器設(shè)計(jì)方案。因?yàn)樵陔姼猩龎鹤儞Q器設(shè)計(jì)中，白光led是串聯(lián)的，所以升壓控制器與白光led之間只需兩條pcb走線。這在設(shè)計(jì)上是一個(gè)很重要的優(yōu)勢，例如，如果白光led的數(shù)量發(fā)生了變化，或者單獨(dú)安裝在一個(gè)相機(jī)閃光模塊上，則電感升壓變換器的設(shè)計(jì)很容易適應(yīng)這種變化，而采用電荷泵方案的pcb必須完全重新設(shè)計(jì)。

雖然電感升壓變換器設(shè)計(jì)的引腳數(shù)量少，且允許使用比電荷泵設(shè)計(jì)更小的封裝，但是電感升壓變換器需要電感器，這會導(dǎo)致占pcb的總體面積變大、變厚。另外，與電荷泵設(shè)計(jì)中的泵電容對比，其外接電感器成本昂貴。另外，電感升壓變換器的噪聲通常比電荷泵高，因此為了限制或避免不同組件之間的干擾，需要更精確的設(shè)計(jì)。 來源:香香公主