手持设备小电流闪光灯驱动方案
手机相机的LED闪光灯驱动设计
手机相机的LED闪光灯驱动设计Sipex FAE 陈建魏每年市场上出现几百款手机，这些手机的基本功能都一样，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、增加手机新的利润主要方法。
不同的手机在于外围功能，譬如外观，屏幕颜色亮度，多媒体功能，蓝牙，照相机功能等等。
手机集成照相机功能是现在手机设计的必然趋势，手机相机的象素也变得越来越高。
为了获得更好的图象效果，手机相机的闪光灯功能也变得越来越重要。
目前手机市场上主要采用的是LED闪光灯。
Flash LED只需要3.5—4.5V 的直流电压、120-250mA的电流就可使其发出2000mcd—7500mcd的高亮度光线，LED低压闪光灯电路简单、高效、省电、低成本、占PCB面积小，特别适用于手机、数码相机和手持设备，因此赢得了整个手持影像产品市场的青睐。
1， LED闪光灯驱动控制正向电流方案：LED闪光灯的驱动电路按驱动电路输出特性可以分为恒压型和恒流型，按电路工作原理可以分为Boost电路和电荷泵（charge pump）电路。
1．1，恒压型和恒流型。
LED灯是电流驱动型器件，其亮度与电流成比率关系。
在恒压型的驱动电路中，往往串联一个电阻在LED灯上，来确定产生预期正向电流所需要向LED提供的电压。
这种方式有一个缺点，就是LED正向电压的任何变化都会导致LED电流的变化，从而无法保证流过LED的电流是预设值，也就无法确保LED的辉度恒定。
在恒流型驱动电路中，通过检测串联在LED灯上电阻的电压来保证流过LED的电流恒定。
这种方式可以消除正向电压变化所导致的电流变化，因此，可产生固定的LED亮度。
1．2，Boost和电荷泵。
由于手机电池电压工作范围一般为3.6V～4.2V，而LED的正向电压一般为3V~4V，所以在低压输入，高压输入的时候，必需采用升压电路把电压升高以驱动LED。
闪光灯驱动一般采用两种方式升压，电感做储能元件的Boost电路和采用电容做储能元件的电荷泵。
手机相机LED闪光灯驱动控制正向电流的设计方案
手机相机LED闪光灯驱动控制正向电流的设计方案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、蓝牙、照相机功能等。
手机集成照相机功能是现在手机设计的必然趋势，手机相机的像素也越来越高。
为获得更好的图像效果，手机相机的闪光灯功能也变得越来越重要。
目前的手机相机主要采用 LED闪光灯。
闪灯用的LED只需要3.5～4.5V直流电压、120～250mA电流就可以发出2000～7500mcd的高亮度光。
LED低压闪光灯电路简单、高效、省电，而且成本低、PCB面积小，特别适用于手机、数码相机和手持设备，很受手持影像产品市场的青睐。
根据驱动电路的输出特性，LED闪光灯的驱动电路可分为恒压型和恒流型；按电路工作原理，可以分为升压电路和电荷泵电路。
LED是电流驱动型器件，其亮度与电流成比例关系。
在恒压型驱动电路中，往往有一个电阻与LED串联，用来确定产生预期正向电流所需向LED提供的电压。
这种方式有一个缺点，即LED正向电压的任何变化都会导致LED电流的变化，从而无法保证流过LED的电流等于预设值，也就无法确保LED的亮度恒定。
在恒流型驱动电路中，通过检测串联在LED上电阻的电压来保证流过LED的电流恒定。
这种方式可以消除正向电压变化所导致的电流变化，因此可产生固定的LED亮度。
由于手机电池电压的工作范围一般为3.6V～4.2V，而LED的正向电压一般为3V～4V，所以存低电压输入、高电压输出的时候，必须采用升压电路将电压升高以驱动LED。
闪光灯驱动一般采用两种方式升压，一种是采用电感作储能元件的升压电路，另一种是采用电容作储能元件的电荷泵。
升压电路采用电感作为储能元件，其优点是效率相对较高。
图l 给出了升压电路的原理图。
手机相机LED闪光灯驱动控制正向电流的设计方案现在市场的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。
照相手机闪光灯驱动方案概述
照相手机闪光灯驱动方案概述随着摄像传感器和光学部件的改进, 照相手机在手机市场占有越来越大的比例。
为了得到高质量的相片，选择适当的闪光灯非常重要。
闪光灯类型现有的闪光灯主要有两种：发光二极管(LED)和氙灯。
以下是它们用作闪光灯的简单操作和性能。
(I)氙灯的工作原理:氙灯是充满氙气的柱状灯管,其阳极、阴极直接接触气体。
触发电极分布在灯管外表面，通过玻璃外层传送一个较高的电压脉冲来将灯管内惰性气体离子化，使其阻抗降至1欧姆以下，并容许产生高亮度光源的电流在阴极和阳极之间流动。
随着电流脉冲衰减，灯管电压下降，最终再次恢复到高阻状态，等待另一次触发。
图1为氙灯的简单框图。
图1. 氙灯的简单框图(II)LED的工作原理:LED类似于小型灯泡，与白炽灯不同的是，它们没有灯丝且温度不会很高。
LED利用电子在半导体内部的移动产生光源。
导致LED发光的是加入硅中的参杂物质，如镓、砷化物、铟和氮化物等，电流通过LED时会发出光子。
新开发的LED，亮度足以与传统的照明技术竞争，因此在大部分应用中,现代的LED已经能够取代白炽灯。
氙灯和LED的驱动电路︰(I): 氙灯︰图2为变压器变压器耦合的反激式转换器，当EN引脚为高电平时，功率开关导通,允许变压器产生高的电压脉冲，经过整流滤波产生300 V直流输出。
适用于2节碱性电池/NiMH电池或单节Li+电池供电的数码相机和照相电话。
当闪光灯电容充满电时，漏极开路输出/DONE会产生指示信号。
MAX8622每11秒自动启动一次输出充电，能够以最小电池电流保持电容器的电荷量。
利用外部电阻分压器监控输出电压可以提供较高的充电精度。
直接检测变压器二次侧，除了防止输出电容通过反馈电阻放电外，还可以直接检测输出电压，以获得最好的电压精度，并使其不依赖于变压器的匝数比。
MAX8622具有以下主要特性：(1): 能够对任何大小的闪光灯电容充电，只需2.8秒即可把100uF 电容充到300V。
1～3W LED手电筒驱动方案介绍
1～3W LED 手电筒驱动方案介绍1～3W 手电筒LED 应用中既有升压型，也有降压型。
升压型应用的输入电压范围为1 至2.5 Vdc，工作频率达1.2MHz；降压型应用的输入电压范围为4 至5.5 Vdc，频率达1.7MHz。
两类应用都需支持350mA 或600mA 恒流输出，能效高于90%。
在1-3 W 手电筒升压LED 应用可采用安森美半导体的NCP1421 升压DC/DC 转换器，同等功率范围的手电筒降压LED 应用可以采用安森美半导体的NCP1529 低压降压转换器，应用电路图分别如图7(a)和图7(b) 所示。
图7：基于NCP1421 的升压型和基于NCP1529 的降压型1～3W 手电筒LED 应用。
特别适合低电流LED 照明应用的线性恒流稳流器前文根据不同的供电类型，探讨了不同功率范围LED 应用的要求及适合采用的驱动电源方案。
但纵观不同的LED 照明应用，可以发现有一类应用侧重于低电流应用，典型应用如商业和工业标识牌、汽车停车灯和尾灯，以及建筑物和装饰照明等。
这类低电流LED 应用常见的驱动方案包括低压降线性稳压器和电阻等。
这两种驱动方案各有其优劣势。
有利的是，安森美半导体利用正申请专利的自偏置晶体管(SBT)技术，结合自身超强的工艺控制能力，推出一种新的低电流LED 驱动方案NSI45 系列双端和三端线性恒流稳流器(CCR)。
这种方案比线性稳压器更简单，且成本更低，但性能相比电阻方案又大幅提升，填补了市场空隙。
NSI45 系列提供众多优势，如在宽电压范围下保持亮度恒定，输入电压较高时保护LED 免受过驱动影响，输入电压较低时仍使LED 较亮，帮助减少或消除LED 编码库存，以及帮助降低系统总成本等，非常适合低电流LED 电流应用。
如何设计照相手机的LED闪光灯驱动电路
如何设计照相手机的LED闪光灯驱动电路LED已经成为移动电话中电影照明和相机闪光灯的标准解决方案。
对于更高画质和更高分辨率的需求，要求更亮的闪光灯 LED 解决方案。
所面临的挑战是如何通过实现最高效率的解决方案来从电池中挤压出最佳的光通量。
这样一来，从电池吸收大电流的运行，要求具备许多省电运行特性以及一种稳健的系统设计。
本文将介绍一种系统层闪光灯 LED 驱动器设计，以及能够确保系统安全运行和集成的一些特性。
高效的相机闪光灯 LED 驱动高分辨率相机在最低光照环境下，要求有高亮度的闪光来完成照相。
客户要求提供一种闪光灯解决方案作为手机的标准功能。
安装闪光灯的移动电话已经成为一种有吸引力的卖点。
这种特性需要高光通量，从而给高效 LED 驱动器系统设计带来了挑战。
系统设计移动电话中闪光灯 LED 的高正向电压和电流以及给定的电池电压，让升压转换器成为最佳的解决方案。
驱动大电流时，基于电感的升压转换器呈现出令人满意的效率。
LED 必须为电流驱动，因为正向电压不仅仅随温度而变化，而且也有其自身的差异。
正向电压的这种变化源自于其生产过程，其变化范围为±20%，请参见图 1。
图 1 闪光灯 LED VF / IF 图将闪光灯 LED 与一个电流检测电阻串联，然后通过一个升压转换器来驱动，这是一种简单的方法。
图 1 描述了这种方法。
图 2 使用外部电流检测电阻的简单 LED 驱动方法对升压调节器的输出电压进行控制，以匹配通过外部电阻检测的设定 LED 电流。
不幸的是，这样做会让设计人员背离要从电池提供的有限电能中挤压出最高光通量的目标。
外部电流检测电阻带有高功耗，其大小受到控制，目的是在低电流状态下也可以提供可用的裕量电压，从而为持续的电影照明提供驱动。
另一方面，如果电流增加，则电流检测电阻的压降升高，带来大量的功耗。
另外，具有理想功耗额定值的高精度电阻较昂贵，且会增加解决方案的体积，从而每条 LED 通道都要求一个电阻。
SN3231 LED闪光灯驱动芯片 P0.2中文版
参数
条件 VCC = 4.2V，VFLASH = 0V VCC = 5.5V，VEN = 0V
最小值 2.7
典型值 0.6
最大值 5.5 1
单位 V mA μA µs mV °C V
550 VFLASH = VCC，RSET = 88.7kΩ VFLASH = 0V 1.4 0.4 0.3 0.1 500 500 75 75 150 50 160
特性
工作电压 2.7V ~ 5.5V 手电筒模式下，效率高达 90% 输出电流可达 750mA 自动切换电荷泵模式 较少的外围元件，无需电感 低于 1µA 的关断电流 较小的纹波和 EMI 影响 输出过压保护电路 过热保护、短路保护功能 使用 DFN-10(3mm × 3mm)封装
SN3231
闪光灯LED驱动芯片
简介
SN3231是一款用于闪光灯/手电筒等应用的LED驱动 芯片， 可为闪光灯应用和手电筒应用设置两种电流模 式。在手电筒模式下，SN3231可通过输入脉冲调节 LED的亮度。 SN3231根据输入电压来自动控制电荷 泵开关，保证输出电流。 SN3231为实现便携设备的LED驱动提供了低成本、 小尺寸的解决方案。 并且集成过热保护和短路保护功 能。 SN3231 工 作 电 压 范 围 为 2.7V ~ 5.5V ， 使 用 DFN-10(3mm × 3mm)封装，可在-40°C ~ +85°C的环 境温度下工作。
VOUT 1V/Div VFB 0.2V/Div IOUT 1A/Div
VOUT 1V/Div VFB 0.2V/Div IOUT 1A/Div
图 6 Torch Mode to Flash Mode
针对不同低压便携设备背光或闪光应用的LED驱动器方案
针对不同低压便携设备背光或闪光应用的LED驱动器方
案
为低电压便携式设备背光或闪光应用选择合适的发光二极管(LED)驱动器方案是设计人员面临的一项挑战，因为既要考虑延长电池使用时间，又要减小印制电路板(PCB)面积及高度。
目前，小型液晶显示器(LCD)面板及键盘背光以及指示器应用大多采用白光LED和RGB三色LED;手机和数码相机中的闪光光源通常使用高亮度LED。
因此，这些应用需要优化的驱动器解决方案，使用低电压便携式LED驱动器拓扑结构。
安森美半导体身为全球高能效电子产品的首要高性能硅方案供应商，提供涵盖电感型、电荷泵型、线性等不同拓扑结构的低压便携设备背光或闪光方案。
这些方案中，电感型方案可提供最佳的整体能效，电荷泵型方案使用低高度陶瓷电容作为能量转移机制，占用的电路板面积和高度极小，线性驱动方案则是彩色指示器以及简单背光应用的理想选择。
这些方案可用于满足不同应用需求。
1)电感升压及降压型方案
在电感升压型拓扑结构方面，安森美半导体提供采用PWM和/或单线式调光方式的不同产品，适合在低电压便携式设备背光和闪光应用中驱动白光LED。
这些产品包括：输出电流为20 mA的CAT37、CAT32、CAT4238、CAT4252、CAT4253、CAT4157、CAT4158和CAT4258，输出电流为40 mA的CAT4137和NCP5005，输出电流为50 mA 的CAT4139，以及更大输出电流的CAT4240(250 mA)、NCP1422(800 mA)和CAT4131(1.5 A/0.3 A)等。
适合于低压便携设备背光或闪光应用的LED驱动器方案-电源
适合于低压便携设备背光或闪光应用的LED驱动器方案An LED Driver Scheme Suitable for the Backlit or Flashing Application of Low-voltage Portable Equipment安森美半导体On Semicondutor 摘要：本文分析了适合于低压便携设备背光或闪光应用的LED 驱动器拓扑结构方案，介绍了安森美半导体各类驱动器的典型应用电路。
关键词：低压便携设备LED 驱动器Abstract: The article analyzes an LED driver topology scheme suitable for the backlit or flashing application of low-voltage portable equipment and in the meantime introduces typical application circuit of different kinds of ON Semiconductor drivers.Keywords: Low voltage portable equipment, LED, Driver［中图分类号］TN383+.1 T N344 ［文献标识码］A 文章编号：1561-0349（2010）11-1 综述白光LED广泛用于小型液晶显示器(LCD)面板、键盘背光及指示器应用。
高亮度LED 则用于手机和数码相机的闪光光源。
这些应用需要优化的驱动器解决方案，能够延长电池使用时间、减小印制电路板(PCB)面积及高度。
在这些应用领域，常见的LED驱动器方案涉及线性、电感型或电荷泵型不同拓扑结构，各有其特点。
例如，电感型方案总能效最佳；电荷泵方案由于使用低高度陶瓷电容，占用的电路板面积和高度极小；线性方案非常适合色彩指示器以及简单的背光应用。
安森美半导体提供所有这三种类型拓扑结构的LED驱动器方案(参见图1)，满足用户不同的应用需求。
移动设备闪光 LED驱动芯片
移动设备闪光LED驱动芯片：克服空间和功率的限制智能手机已经成为性能卓越的设备，尽管首款“照相手机”诞生至今已有多年，但是在黑暗中拍照片所使用的闪光功能时至今日仍然发展缓慢，没有取得很大的进展。
近期，随着功率LED的发展，其鲜明的亮度和小巧的体积似乎为智能手机制造商带来了无限商机。
但是到目前为止，尽管它能实现与智能手机相匹配的极高画面品质，但LED闪光灯仍然较难应用到智能手机模块中，其主要障碍是闪光驱动电路难以满足手机制造商对尺寸、成本和效率的要求。
闪光驱动电路的种类手机内的相机其实是一个照相机模块，包含了镜头、机械元件、自动对焦线圈和CMOS 传感器本身。
图像传感处理器（Image Sensor Processor,ISP）可能被放置在相机模块或手机的主PCB中。
目前市场上共有四种不同类型的闪光驱动芯片：电容LED驱动、电感式LED驱动、氙气闪光驱动和超级电容LED驱动。
闪光LED具有4.0V-3.3V的电压要求，因此闪光LED 驱动电路必须稳定手机电池的电压，使其波动范围在4.2V-3.3V之间（电压波动取决于电池的充电状态）。
电容LED驱动芯片能够提供约700mA的闪光电流。
这类驱动芯片由于易于设计，且体积小巧、价格便宜，因而非常普及。
但此类产品有两个主要缺点：虽然他们最适合应用于单LED设备，但是受700mA电流限制的影响，无法为高品质的图像捕捉提供足够的光线输出；此外，该驱动芯片效率较低。
阻碍电容驱动芯片的原因是其充电泵只能增加1.5或2倍的电池电压（见图1）。
不需要的超出电压必须消散，这会导致效率低下并产生热量。
许多使用充电泵的闪光LED驱动芯片供应商都提供DFN和QFN封装，以实现更好的热管理，但这并不能解决根本问题。
图1：奥地利微电子700mA电容LED驱动芯片AS3685与最高2000mA的电感式芯片AS3648效率对比图因此，手机设计师开始将目光转向电感式LED驱动芯片，以此弥补电容驱动芯片本身的缺陷。
手机数码相机的低压闪光灯设计
手机数码相机的低压闪光灯设计随着智能手机的普及，手机的摄影功能也逐渐得到极大提升，尤其是近年来手机数码相机的低压闪光灯设计的出现，不仅改善了手机拍照的照明效果，同时也提高了拍照的留存质量。
那么手机数码相机的低压闪光灯设计是怎么实现的呢？首先，需要了解闪光灯的基本原理。
在普通的数码相机中，闪光灯采用的是高压放电管，其内部含有一个气体，当通电时，气体会被激发，产生高压放电，将所存储的电荷瞬间释放出去，产生强烈的闪光。
而对于手机中的低压闪光灯设计，由于手机电压较低，无法承受高压放电管带来的高电压，需要采用其他技术来实现闪光灯的效果。
手机数码相机的低压闪光灯设计中，采用了LED闪光灯技术。
LED（Light Emitting Diode）发光二极管是一种半导体器件，它具有高亮度、高效率、低功耗等优点，已经成为新一代照明器件的主流产品。
通过LED闪光灯技术，手机数码相机可以在低压下提供足够的亮度，从而实现照明的效果。
LED闪光灯的设计相比传统的高压放电管闪光灯更为简单，并且在各方面性能都有很大的提升。
首先是亮度方面，LED闪光灯可以通过调节电流控制其亮度，以满足不同场景的需求。
同时，由于LED闪光灯使用的是直流电源，电压、电流更为稳定，因此也相对安全一些。
另外，LED闪光灯的使用寿命也更为长久。
LED灯珠的寿命可达数万小时，就算是日复一日地使用，也能保证相对稳定的亮度。
而高压放电管闪光灯因为使用过程中产生的高温、高压等原因，容易损坏，需要定期更换芯片或闪光灯管。
最后，LED闪光灯还可以实现更为强大的功能。
通过强化LED闪光灯的光谱性能对色温进行调节，就可以在拍摄时实现更为精确的色彩还原效果。
而且，LED闪光灯的红外感应功能也让其在夜晚或暗光环境中有更强大的表现。
综上所述，手机数码相机的低压闪光灯设计不仅可以改善手机拍照的照明效果，同时也提高了拍照的留存质量。
LED闪光灯技术作为一种基于半导体材料的高效照明器件，具有很多传统闪光灯无法比拟的优势。
手持通信设备的光源驱动设计 通信设备都内嵌驱动
手持通信设备的光源驱动设计通信设备都内嵌驱动上海交通大学微电子学院通信手持设备光源的应用主要体现在键盘灯、液晶屏幕背光和特殊照明三个方面，主要的发光器件是半导体发光二极管(LED)，驱动芯片设计技术有低压差(LDO)稳压器、可调节(Regulator)稳压电源、电荷泵(Charge Pump)电源和超级电容(Super Capacitor)电源等不同形式。
半导体发光二极管(LED)是具有体积小、省电、长寿命和可靠性高的特点，被广泛应用在通信手持设备中的屏幕显示和信息传递提示。
目前，LED正向高亮度、全彩色化、高性能、低成本的方面发展。
在手持设备光源的三大模块中，键盘灯的应用方式相对固定，通常会使用4～10个LED，均用串联电阻的方式来限流，总体耗电相对较少。
随着工作电压的不同，LED在颜色方面也经历几种变化，最早期LED发出的是黄绿色背光，芯片的驱动电压一般2．5V左右，而且黄绿色LED的GaP：N(LED的掺氮外延晶片)晶片的发光效率最高，发光带主峰在黄绿色591nm相对应的高强度。
后来又出现了具有量子阱结构的高亮度InGaN产品，使LED可以发出绿色、蓝色、红色和紫色粉红等混合色，这也就是所谓“炫彩”手机所采用的光源。
这类LED的驱动电压要高一些，通常在3．8～4．1V之间，如果LED的数量相同，这些颜色灯比黄绿色灯的功耗要高一些。
现在大多数的键盘灯都采用高亮度的白色LED，也有些出于成本的考虑使用较便宜的黄绿色LED。
手持设备中的屏幕背光是一个不可或缺的功能，由于屏幕本身有黑白屏幕和彩色屏幕之分，所以对光源的要求也不尽相同。
用于黑白屏的LED完全可以和键盘灯拥有相同的电源驱动和颜色，但是对尺寸稍大的黑白屏幕而言，采用高亮度的LED从侧面给与光源，就会在屏幕上出现严重的光分布不均匀现象，因此人们又开发出了“电场致发光”(EL：Electro Luminescence)背光，它的原理主要是通过在透明的有机底板或线形构造物体面涂上发光材料，两极接上交流电压而产生交流电场，当达到一定的临界值，被电场激发的电子碰撞发光层，导致电子能极的跳跃、变化、复合而发射出高效率冷光的一种物理现象。
Sipex LED 闪光灯驱动器指南
照相手机闪光LED驱动器指南深圳市天下明科技有限公司张毅民Sipex提供了一个完整的LED驱动方案用于移动电话中的数码拍摄用闪光灯。
以下文章阐述了一些基本原则来帮助你如何针对你的应用选择一个合适的Sipex驱动器。
A.简介今天许多移动电话厂商采用锂或锂聚合物电池来为其有照相功能的移动电话供电。
这些电池充满后的电压为4.2V。
但锂电池的输出电压会很快跌落到3.6V并在绝大部分使用时间内保持在这个电压上。
当电压低于3.4V 后，电话会强制关机要求使用者进行充电。
闪光LED的典型工作电压为3V到4V。
LED是一个单P-N节器件。
当正向电流流过节内的空穴-电子区域并使空穴-电子对重新结合时就会发光。
LED发光的颜色取决于光的波长，这直接与LED的制成材料有关。
图示1给出了一个典型的LED I-V 曲线。
图例1. 这个图例给出了一个闪光LED的典型正向特性。
LED的光强取决于其正向导通电流，而加在其上的正向电压V f又决定了电流的大小，V f 越小电流也越小。
因此常亮模式下的V f 也就小于闪光模式下的V f，其电压一般低于3V（对于白光LED，其理论值为2.7 V）。
二极管的阻抗决定了其电流的变化速率。
为了优化LED闪光灯的使用条件，须做如下考虑：(1)封装大小和整个电路在PCB上所占的面积(2)如何控制在闪光模式与常亮（视频）模式下切换(3)电路的纹波与噪声(4)电源效率(5)器件的保护和软启动(6)生产成本B. 闪光LED 驱动器的种类Sipex 提供三种不同的LED 驱动器应用方案，他们是：(1) 电荷泵驱动器：一个电荷泵可以产生高于输入电压的输出电压，例如用电池作电源，再将两个电容用一组晶体管开关连接起来。
这个简单的结构就可以产生一个两倍于输入电压的输出电压（2X 模式）。
如果再添加3个开关就可以产生一个1.5倍的电压，但这会增加芯片的大小和生产成本。
这种升压技术只用到了电容而没有用到任何片内和片外电感。
手持设备小电流闪光灯驱动方案
手持设备小电流闪光灯驱动方案技术分类：电源技术消费电子设计作者：薛智marketing@, 启攀微电子如今，愈来愈多的手机、MP4、PDA等数码产品带有拍照功能，随着百万像素摄像头应用的普及，用户对照相及摄像的效果与质量要求也逐渐提高。
为了在环境亮度较暗的情况下，仍能获得较好的拍摄质量，部分手机、MP4、PDA产品中已经添加了闪光灯。
有了闪光灯，才能真正不受环境的限制，“想拍就拍”；同时闪光灯还能当作手电筒使用，在必要的时候用作应急照明。
带有闪光灯的这类产品，更像“数码相机”，因此受到了用户的普遍欢迎。
小电流闪光灯的驱动要求鉴于种种原因，市场上大部分手机、MP4、PDA等产品中的闪光灯是用低亮度、低成本的LED来实现。
这类闪光灯内部通常是由几个白光LED灯芯组成，有的直接在内部并接或串接，只提供2个连接引脚；有的提供6个引脚让用户在外部自由配置成串联或并联形式。
由于串联连接闪光灯需要基于电感的Boost升压芯片来驱动，电感体积过大以及EMI干扰较严重使其很难在手持设备中使用，故目前手持设备应用中大多使用并联连接的闪光灯。
图1 几种典型的闪光灯管芯连接方式受制于目前LED的工艺水平和价格，手持设备应用中的闪光灯通常只允许每颗30mA左右的持续电流和不超过100mA的峰值电流（厂家对峰值电流的持续时间和频率有严格要求）。
由于通过电流较小，闪光时亮度较低（约为5000mcd），这显然达不到专业相机闪光灯（多采用氙气灯）的要求，但因为LED闪光灯成本低，实现简单，目前仍然是手持设备的主要选择。
实现闪光灯功能，需要添加一片闪光灯驱动芯片。
不仅要求其能将灯点亮，还要能灵活地设定工作电流，同时又要能在Torch模式或Flash模式中方便切换。
工作在Torch模式时，闪光灯持续发光，用作手电筒照明或拍摄短片时背景照明，也可用作黑暗环境下拍照前的预闪。
而工作在Flash模式时，则用作拍照时短时间闪光，加大曝光量。
低压闪光灯方案
低压闪光灯方案
低压闪光灯方案是指使用较低的电压来驱动闪光灯工作的方案。
一般来说，传统的闪光灯使用的是高压电路来产生高压电能，用于点燃闪光灯管。
而低压闪光灯则通过改变电路设计和闪光灯组件来实现使用低压电能来驱动闪光灯。
下面是一个典型的低压闪光灯方案：
1. 驱动电路：使用低压电源供电，并通过变压器或电感产生自适应的高压脉冲，用以点燃闪光灯管。
2. 闪光灯组件：闪光灯组件中的电容器和电感器可以调整来适应低压工作。
此外，闪光灯管的设计也要考虑到低压工作下的电压要求。
3. 保护电路：由于低压闪光灯可能存在过压、过流等风险，需要添加相应的保护电路来确保闪光灯的正常工作和用户的安全。
低压闪光灯方案相比传统的高压闪光灯方案具有以下优点：
1. 安全性更高：低压闪光灯方案不需要使用高压电路，降低了因高压电路带来的安全风险。
2. 能效更高：低压闪光灯方案可以更高效地利用电能，降低能量损耗和电源消耗。
3. 使用更便捷：低压闪光灯方案可以使用常见的低压电源，例如电池、USB接口等，更加方便携带和使用。
总的来说，低压闪光灯方案可以实现闪光灯的正常工作，并且提供更安全、更高效的使用体验。
但是需要注意的是，设计和制造低压闪光灯需要更加细致的工艺和电路设计，以确保正常的工作和安全性。
手电筒驱动板方案
手电筒驱动板方案引言手电筒是一种便携式照明设备，具备很强的照明功能。
为了实现手电筒的高效工作，一个稳定可靠的驱动板方案是必不可少的。
本文将介绍一个手电筒驱动板方案，包括硬件设计和软件控制，旨在提供一个精确、可靠、高效的驱动板解决方案。
硬件设计手电筒驱动板的硬件设计包括以下几个关键部分：电源电路手电筒需要使用电池作为电源。
为了保证电池供电的稳定性，我们采用了一个稳压电路。
稳压电路能够将不稳定的电源电压转换为稳定的供电电压，保证手电筒的稳定工作。
亮度调节电路手电筒需要具备可调节亮度的功能。
我们采用了一个PWM控制电路来实现亮度的调节。
PWM调节在不同的亮度之间快速切换，通过调整PWM占空比来控制LED的亮度。
LED驱动电路手电筒的核心部分是LED灯。
LED驱动电路需要根据输入的信号来控制LED的亮度。
为了保证驱动电路的可靠性，我们采用了一个恒流驱动电路来驱动LED。
充电电路手电筒还需要具备充电功能。
为了方便充电，我们在设计中添加了一个充电电路，可以通过USB接口连接充电器进行充电。
软件控制手电筒驱动板的软件控制主要包括以下几个方面：亮度控制通过软件控制，用户可以方便地调节手电筒的亮度。
我们可以使用按键来切换不同的亮度模式，或者通过滑动条来实时调整亮度。
LED控制软件控制可以实现对LED的开关控制。
用户可以通过按键或者触摸屏幕来控制LED的开关，实现灯光的快速切换。
电池电量检测为了方便用户了解手电筒的电池电量，我们可以通过软件控制来实现电池电量的检测。
通过读取电池电压或者电流的数值，可以实时监控电池的电量，并在需要时提醒用户充电。
充电控制软件控制可以对充电进行监控和控制。
可以实时监测充电电流和电压，保证充电的安全和高效。
总结手电筒驱动板方案包括了硬件设计和软件控制两个方面。
通过合理的硬件设计和灵活的软件控制，我们可以实现一个高效、稳定、可靠的手电筒驱动方案。
这个方案不仅能够满足用户对亮度调节、LED控制、电池电量检测和充电控制的需求，还具备了较低的功耗和较长的续航时间。
机械科技：机械手制作小型电路控制灯光教案
机械科技：机械手制作小型电路控制灯光教案随着科技的不断发展，我们的生活方式和思维方式也在不断转变。
机械科技这一领域也在不断推陈出新，迎合着人们对高品质生活的渴望和需求。
机械手便是在机械科技领域中使用最为广泛的一种。
它运用了机电一体化和计算机技术的先进理念，实现了自动化加工、装配、搬运等工作任务。
本文将介绍机械手制作小型电路控制灯光教案，帮助大家进一步了解机械手科技及其应用。
一、教学目标本教案旨在通过学习机械手制作小型电路控制灯光的过程，培养学生的实践动手能力和创新思维能力，同时让学生了解电路的基本构造、灯光的使用方法和机械手的机理原理。
二、教学准备1、机械手材料：机械手、螺丝刀、螺母等。
2、电路制作材料：导线、电池、开关、各种颜色的LED灯。
3、教学设备：标本、图表、电脑等。
三、教学流程1、了解机械手机械手是家族中的一种，具有良好的操作灵活性和精确度，广泛应用于各种工业领域。
机械手的工作原理是通过电机驱动，通过传动装置实现各个自由度的转动播放行，控制机械臂的前端做出所需的动作。
2、电路构造为了制作一个可以控制多个LED灯的电路，需要使用电池、开关、导线和LED灯等元器件。
将电池的正负极和开关相连，接着，将其它导线分别接到开关和LED灯的正极和附极。
3、组装机械手在机械手装配的过程中，可以参考图表和标本，学习机械手的各个部件的名称和位置。
根据组装手册或说明书开始组装机械手，通常是将各个部分按照设计图纸连接，像搭积木一样逐步组装起来。
4、联接电路在电路连接方面，可以通过连接插孔和鳞线连接机械手和LED灯等电器设备。
这样可以让机械手能够通过开关来控制LED灯的开关状态与亮灭，从而实现对干个LED灯的有效控制。
5、实践应用通过上面提到的教学流程，学生可以学习到如何制作一个控制LED灯的电路主板和如何组装一个机械手，同时也可以了解到机械手的机理原理，以及灯光的使用方法。
整个课程不仅具有理论性，而且具有实践性，可以指导学生锻炼实践动手能力和创新思维能力。
便携式应用的LED驱动的方案解决
便携式应用的LED驱动的方案解决
引言
LED驱动已迅速成为功率转换技术日益重要的应用领域。
除了要求更高效率、更低静态电流之外，LED驱动还有不少更精细的要求，如LED
匹配、调光、白光平衡等等。
另外还有一些基本架构问题，如LED是串联还是并联连接、是进行高端还是低端关段。
某些特定的LED实现方案能够获得不同程度的效果，比如众所周知的感应式升压解决方案和电荷泵倍增器。
而分数电荷泵、4开关降压-升压解决方案和多路电感解决方案则被人忽略。
后者也被称为SIMO，即单电感多输出，未来，随着白光LED背光被更复杂的RGB同类产品所取代，预期这种技术将扮演越来越重要的角色。
LED简介及工作原理
便携式产品的发展趋势是逐渐向更多多媒体应用转变。
这一趋势要求使用能够支持数百万颜色的、分辨率更高的显示屏。
显示屏的传统照明方法是采用真空荧光灯管，但最近广泛采纳的是LED。
LED的尺寸小得多，这对便携式产品非常有利，而且LED的功耗也更小，还远比真空荧光灯更为可靠。
不过，如何保持恒定的光强度和颜色是这一照明技术面临的最大挑战。
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手持设备小电流闪光灯驱动方案
技术分类：电源技术消费电子设计作者：薛智marketing@, 启攀微电子
如今，愈来愈多的手机、MP4、PDA等数码产品带有拍照功能，随着百万像素摄像头应用的普及，用户对照相及摄像的效果与质量要求也逐渐提高。
为了在环境亮度较暗的情况下，仍能获得较好的拍摄质量，部分手机、MP4、PDA产品中已经添加了闪光灯。
有了闪光灯，才能真正不受环境的限制，“想拍就拍”；同
时闪光灯还能当作手电筒使用，在必要的时候用作应急照明。
带有闪光灯的这类产品，更像“数码相机”，因此受到了用户的普遍欢迎。
小电流闪光灯的驱动要求
鉴于种种原因，市场上大部分手机、MP4、PDA等产品中的闪光灯是用低亮度、低成本的LED来实现。
这类闪光灯内部通常是由几个白光LED灯芯组成，有的直接在内部并接或串接，只提供2个连接引脚；有的提供6个引脚让用户在外部自
由配置成串联或并联形式。
由于串联连接闪光灯需要基于电感的Boost升压芯片来驱动，电感体积过大以及EMI干扰较严重使其很难在手持设备中使用，故目前手持设备应用中大多使用并联连接的闪光灯。
图1 几种典型的闪光灯管芯连接方式
受制于目前LED的工艺水平和价格，手持设备应用中的闪光灯通常只允许每颗30mA左右的持续电流和不超过
100mA的峰值电流（厂家对峰值电流的持续时间和频率有严格要求）。
由于通过电流较小，闪光时亮度较低（约为5000mcd），这显然达不到专业相机闪光灯（多采用氙气灯）的要求，但因为LED闪光灯成本低，实现简单，目前仍然是手持设备的主要选择。
实现闪光灯功能，需要添加一片闪光灯驱动芯片。
不仅要求其能将灯点亮，还要能灵活地设定工作电流，同时又要能在Torch模式或Flash模式中方便切换。
工作在Torch模式时，闪光灯持续发光，用作手电筒照明或拍摄短片时背景照明，也可用作黑暗环境下拍照前的预闪。
而工作在Flash模式时，
则用作拍照时短时间闪光，加大曝光量。
闪光灯驱动芯片是否可以灵活的设定驱动电流以及方便地进行模式切换决定了该芯片的易用性。
传统解决方案面积大，效率低
在通过较大电流时，闪光灯管的正向压降VF（4～4.5V）通常要高于锂电池的电压，所以并联闪光灯驱动芯片大都采用Charge Pump升压技术，将电池电压升到一个较高值来驱动LED。
在传统解决方案中，普遍使用一种恒压输出的Charge Pump芯片来驱动小电流闪光灯。
如图2为某典型产品的应用方案。
该芯片输出恒定的电压（4.5V或5V），通过RB 限流电阻设定Torch模式下的电流；而在Flash模式时，将Flash Gate（N沟的MOSFET）闭合，RB与RF两个限流电阻并联，等效电阻值降低，导致流过LED灯的电流明显增大，亮度增加，发生“闪光”。
图2 传统小电
流闪光灯驱动方案
图2中的解决方案有两个明显缺点：
1，芯片工作在固定2倍升压模式，恒压输出，效率很低。
2．由于Torch和Flash模式下通过LED灯电流较大，限流电阻需要使用0603或0805的封装，Flash Gate一般也要使用SOT23的封装。
这不仅增加了电路面积，也增加方案成本。
一些改进的产品采用了分数电荷泵工作模式，稍微提高了一些转换效率，但依旧使用恒压输出，需要外置限流电阻和MOS开关，仍然无法克服上述缺点。
CP2130的新型闪光灯驱动方案
市场上一些专用的闪光灯驱动芯片可以很好的解决上述问题，但这类产品通常都是专为高达5
00mA甚至安培级电流的闪光灯应用而设计的，芯片价格很高，这使得很多客户不得不继续使用传统的解决方案。
启攀微电子（Chiphomer）针对小电流闪光灯的应用现状，开发的新产品CP2130，给出了一种全新的闪光灯驱动方案，有效的解决了方案易用性和成本的矛盾。
CP2130是一种1倍，1.5倍自适应模式切换的电荷泵型LED驱动芯片，可支持多达5颗LED灯的应用，支持宽频率范围的PWM调光，驱动电流由ISET脚的RSET电阻设定，采用小体积（3mm x 3mm）的QFN16封装。
基于Smart Mirror专利技术，可为各LED通道提供超精确电流匹配。
驱动2.8inch LCD 背光的典型应用方案见图3。
图3 CP2130背光驱动方案
CP2130特别设计的电流驱动结构同时可以满足小电流闪光灯的驱动需求。
其可以保证提供持续输出150mA，峰值输出300mA的驱动能力，满足了目前大部分手机、MP4、PDA 等产品的小电流闪光灯的驱动需求。
典型应用图见图4。
图4 CP2130小电流闪光灯驱动方案
在图4方案中，EN信号作为芯片使能。
当EN为低电平时，芯片进入Shutdown模式，漏电流极低。
当EN为高电平时，芯片处于工作状态。
GPIO-FLASH用于Torch和Flash 模式的选择切换。
当GPIO_FLASH设定为高阻态（或者设定为输入端口时），ISET端电阻仅为RSET，此时设定在较小的驱动电流上，芯片工作在Torch模式。
而当GPIO_FLASH输出低电平时，ISET 端等效电阻为RADJ和RSET两电阻的并联，等效电阻值变小，此时设定在较大的驱动电流上，芯片进入Flash模式。
可见，使用GPIO_FLASH的IO信号可方便的在Torch模式和Flash 模式之间切换。
以80mA @ Torch，250mA @ Flash的典型应用为例，两电阻可按如下规则选择：当输出80mA时，5个输出并接，相当于每路输出16mA，通过公式1易得RSET为10KΩ；当需要输出250mA时，相当于每路输出50mA，通过公式1易得等效RSET为3.1KΩ（实际RSET与RADJ的并联值）；此时，可推算出RADJ约4.5KΩ，取邻近的标称电阻即可。
也可以将GPIO_FLASH直接输出高电平来进入Torch
模式，输出低电平进入Flash模式。
此时IO控制比较简单，但要通过公式2来计算RSET与RADJ的电阻值，相对复杂一些。
公式1和公式2中RSET为ISET引脚端对地等效电阻值，I LED为设定的CP2130每路输出电流值。
公式2中各电阻的单位为KΩ，VIO为GPIO_FLASH的IO电压，单位为V，如低电平为0V，高电平为2.8V。
需要指出的是，用于控制模式切换的GPIO端口内部应没有上拉或下拉电阻，否则会造成实际电流与按上述公式计算电流的偏差。
用户可以选择没有上拉或下拉电阻的端口，或者选用可以将上拉或下拉电阻关
闭的端口来进行模式切换。
比较图4中的CP2130驱动方案和图2中的传统的解决方案，容易看出：
1．CP2130是自适应模式切换的电荷泵，是电流输出型器件，平均效率高。
2．CP2130外围仅需几个0402封装的普通电阻电容来设定和调节闪光灯电流，方案板上面积小，实现成本低。
实际应用的问题
实际应用中闪光灯组件及其聚光镜的安放对亮度和效果有一定影响，应该综合厂家的建议和产品结构外形，合理设计。
同时应注意应用场合的实际散热情况，散热不良将导致闪光灯温度过高，影响寿命。
通常应对整机产品进行老化试验，测试闪光灯在闪光持续时间较长（比如200～300ms）时，连续工作（比如闪烁5千次，1万次）情况下是否安全。
另外了解到在有些产品中，将闪光灯通过MOSFET负载开关直接连接在电池上，从锂电池上直接取电来驱动闪光灯。
这种方式是很不可取的。
由于锂电池电压变化范围很大，这将导致闪光灯亮度差异严重，在电池电压较低时，闪光亮度急剧退化。
而在电池电压较高时，效率低，特别浪费电能。
因此，一定要选用一块闪光灯驱动芯片来管理闪光灯。
小结
启攀微电子（Chiphomer）长久以来，一直致力于开发满足客户真实需求的产品。
其推出了一系列LED驱动芯片，支持各种LED灯连接方式，满足不同的应用需求。
CP2130作为一款并联LED驱动芯片，不仅能胜任背光驱动，更能满足小电流闪光灯的应用需求，电路实现简单，板上面积小，成本低，相比传统的恒压输出驱动解决方案有很大优势，特别适用作手持设备的小电流闪光灯驱动。