電荷泵采用電容作儲(chǔ)能元件,電荷泵不需要外接電感,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(duì)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,所以效率對(duì)電池使用時(shí)間的影響不是太大。
LED閃光燈驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
Sipex公司的基于電荷泵工作模式的閃光燈驅(qū)動(dòng)芯片,SP6686、SP6685和SP7685支持的閃光燈電流分別為400mA、700mA和1.2A。由于它們的開關(guān)頻率高達(dá)2.4MHz,所以輸入輸出電容和電荷泵電容的容值都可以選擇比業(yè)內(nèi)其產(chǎn)品低。這三款產(chǎn)品都腳對(duì)腳兼容,僅僅是電流的最大值不同。下面以SP6685為例討論這些產(chǎn)品的特性和應(yīng)用,圖2是SP6685的應(yīng)用電路圖。
Sipex閃光燈驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品的外圍電路非常簡(jiǎn)單,僅僅需要三個(gè)電容兩個(gè)電阻,其中Rsense和RSET來設(shè)置閃光模式和常亮模式的LED電流。
1.SP6685的常亮模式:
SP6685為恒流型驅(qū)動(dòng)芯片,在常亮模式下FB管腳的電壓50Mv(典型值),這樣LED上的電流為:
ILED=50mV/Rsense
需要指出的是,由于FB的電壓為50mA,所以即使通過滿載200功率電感器廠家mA電流,Rsense消耗的功率為:
Rsense=50mV×200mA=0.01W
由此可見,僅用0603封裝的SMD電阻就可以滿足要求。但在恒壓輸出工作模式的驅(qū)動(dòng)電路中,限流電阻必須選擇較大的封裝。LED的正向電壓一般為3V∽4V,當(dāng)輸出電壓為5V時(shí),加在限流電阻上的電壓為1V∽2V,假設(shè)閃光燈電流200mA,則限流電阻的功耗為:
PR=U×I=(1V∽2V)×0.2A=0.2W∽0.4W
這時(shí)必須采用4個(gè)1206封裝的貼片電阻。相比采用一個(gè)0603電阻的SP6685,其PCB面積大大增加。
與恒壓輸出的電荷泵相比,SP6685具有效率方面的優(yōu)勢(shì)。電荷泵的效率η取決于輸入電壓Vin LED的正向電壓Vf和升壓倍數(shù)K(1X,1.5X,2X),其方程式為:
η=Vf / (Vin×k)
由于手機(jī)電池的工作范圍3.6V∽4.2V插件電感打樣 ,當(dāng)輸出電壓為5V時(shí),電荷泵必須工作在升壓模式下,即K必須為或者2。而實(shí)際上,當(dāng)輸入電壓高于LED正向電壓Vf一定幅值時(shí),電荷泵可以工作在1X模式下,這時(shí)的功率將大大超過1.5X和2X模式下的效率。