移動電話中的白色LED閃光燈
2004年10月A版
最近推出的高端移動電話幾乎都內置有分辨率達兆像素級的照相機。為了幫助用戶在較暗的環(huán)境中拍照,還需要額外的照明設備。使用類似數碼靜止相機中的標準閃光燈解決方案幾乎毫無吸引力,因為這種閃光燈通常體積太大,很難裝入小尺寸外殼中,而小尺寸卻是移動電話最重要的因素。最近推出的高功率LED常常用于汽車應用中,它們?yōu)樯鲜鰡栴}提供了富有吸引力的解決方案。由于LED可方便地內置于小型封裝中,也不需要高電壓,因此整個閃光燈解決方案可非常節(jié)約成本及空間。此外,相同的LED只需以較小電流保持更長時間的照明,即可用作手電照明或電影光源。為了得到所需的白光,通常使用白色LED。遺憾的是,這些白色LED達到所需的LED電流通常需要3.6V至3.8V的正向電壓,因此無法直接在單節(jié)鋰離子電池下工作,而移動電話通常采用的卻又都是單節(jié)鋰離子電池。
圖1 直接LED電流控制拓撲中的升壓轉換器
圖2 電流控制的LED電源的啟動波形
圖3 電壓控制的LED電源
通常LED的發(fā)光特性很大程度上取決于LED所用的半導體材料,因此不同的制造部件就會帶來LED特性的差異。發(fā)光通常取決于LED電流,發(fā)光與LED電流之比是隨制造而變化的主要參數之一。因此,通常將相似的電流到光轉換比將LED預先分選為不同的組。在這些LED組中,LED正向電壓會有所變化。為了在照相時用LED作為光源照亮周圍場景,必須在影像傳感器工作的同時產生光脈沖。為了優(yōu)化系統(tǒng)功耗與散熱,LED 的接通時間應盡可能短,因此應做到與影像傳感器同步。通常使用100ms或更長的光脈沖,這取決于LED的發(fā)光功能以及影像傳感器與閃光燈如何協同工作。因此,我們要解決兩個問題。一是必須控制LED電流,二是應能實現光脈沖與影像傳感器的同步。
設計直接控制LED電流的簡單電路可能是我們的首選。對于使用不同供應商提供的LED,該方法提供了高度的靈活性。電流調節(jié)需要電流測量,測量LED電流最簡單而且最便宜的方法就是使用與LED串聯的分流電阻,這樣轉換器所需的總輸出電壓就是二極管正向電壓與分流電阻壓降之和。為了保證電路的簡單便宜,分流電阻的設計最好使電阻上的壓降與所選轉換器的反饋電壓相同。為了盡可能減小損耗,希望分流電阻的壓降最小,因為更高的電壓只會增大損耗。由于二極管正向電壓與分流電阻的壓降之和通常高于移動電話的電池電壓,因此應使用升壓轉換器。假定我們在例子中使用反饋電壓為500mV的轉換器,則需要4.1V至4.3V的總輸出電壓。圖1顯示了該電路的可能設計樣式。
