手機(jī)相機(jī)的低壓閃光燈設(shè)計(jì)

    手機(jī)的周邊設(shè)計(jì)是增加手機(jī)附加功能、賣點(diǎn)和新利潤的主要方法。每年推出的數(shù)百種新款手機(jī)，無非是改變或增加了手機(jī)的外觀形狀和顏色、鍵盤燈和顯示屏的顏色和亮度、聲音重現(xiàn)的方式和質(zhì)量、鈴聲和弦的變化、拍照、上網(wǎng)、接收電視和電臺以及播放MP3的功能等等。手機(jī)增加拍照功能幾乎成了手機(jī)新設(shè)計(jì)方案的必然趨勢，目前市場上的手機(jī)相機(jī)大多是選用30萬像素VGA格式的CMOS鏡頭，100萬至200萬像素的CMOS鏡頭已經(jīng)成為當(dāng)前手機(jī)設(shè)計(jì)的主流。為了給手機(jī)相機(jī)拍照時補(bǔ)光，閃光燈也就成了手機(jī)的必需品。

    以高亮度LED為閃光燈源的低壓閃光燈電路簡單、高效、省電、低成本、占PCB面積小，特別適用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和手持設(shè)備。

圖1   借助于電感器的升壓電路

圖2   借助于電容器升壓的電荷泵電路

(a) 借助于電感器的升壓電路      (b) 借助于電容器升壓的電荷泵電路
圖3   兩種不同升壓方法的實(shí)驗(yàn)PCB板圖

Flash LED的選用
    選用LED閃光燈的第一要點(diǎn)是高亮度和能通過大電流。LED發(fā)光的亮度與通過電流成正比：用在手機(jī)鍵盤的LED，其使用電流大約是7~12mA，其亮度大約是20~40mcd；用在STN-LCD屏背光的LED，其使用電流大約是14~20mA，其亮度大約是100~1000mcd；而用作閃光燈的LED，其使用電流大約是120~250mA，其亮度大約是2000~7500mcd。由此可見，手機(jī)上不同用途的LED，其性能也是完全不同的。

    閃光燈用Flash LED選用的主要技術(shù)參數(shù)是：
1) 亮度(Iv)，目前產(chǎn)品能達(dá)到的最高亮度大約是7500mcd ；
2) 脈沖峰值電流(IFP)，一般要求100~400 mA ；
3)封裝，一般是5.2×5.2×2.5mm3。

    隨著LED技術(shù)的突飛猛進(jìn)，用作閃光燈的Flash LED 技術(shù)參數(shù)提高很快。早期的Flash LED為了提高亮度在一個芯片封裝中放入5個管芯，隨著單顆管芯亮度的不斷提高，分別出現(xiàn)4個、3個，乃至2個管芯。
Flash LED的主要技術(shù)參數(shù)是亮度、視角、前向電壓、前向電流、功耗、峰值電流、管芯數(shù)量和外形尺寸。常用Flash LED的性能如表1所示。

Flash LED驅(qū)動電路設(shè)計(jì)
    手機(jī)相機(jī)的低壓閃光燈電路設(shè)計(jì)本著高效、低成本、占位面積小的原則來選擇Flash LED的驅(qū)動IC。要求驅(qū)動IC能在低電壓下輸出150-300mA電流，周邊使用的器件要少，這樣可以有效地減少PCB板的面積；要將手機(jī)鋰電池不穩(wěn)定的低電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的4~5V和能輸出150~300mA電流的Flash LED驅(qū)動工作源。就目前的IC來說，有兩種可以考慮，一種借助于電感器的升壓電路(見圖1)，另一種借助于電容器升壓的電荷泵電路(見圖2)。它們的實(shí)驗(yàn)PCB板如圖3所示。為了演示方便，實(shí)驗(yàn)PCB板用按鈕替代觸發(fā)IC。選用電容器升壓的電荷泵電路比較經(jīng)濟(jì)，PCB板上除了電荷泵和Flash LED兩個IC外，只需要三個電容器、兩個電阻器和一個0.5A電流的MOSFET，占用PCB板面積較??；選用電感器的升壓電路，除了升壓和Flash LED兩個IC外，還需要一個電感器、一個肖特基二極管和數(shù)個電容器、電阻器。從手機(jī)的特殊應(yīng)用來考慮，手機(jī)的LCD顯示屏和相機(jī)鏡頭、閃光燈都位于手機(jī)的上方，與射頻電路靠得很近，因此如何防止幅射和串?dāng)_十分重要。

結(jié)語
    手機(jī)相機(jī)用低壓閃光燈電路的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是選擇高亮度的Flash LED和能夠節(jié)省能源以及生產(chǎn)成本的驅(qū)動IC。綜上所述，SLMW250 Flash LED 和電荷泵IC升壓電路是比較理想的選擇。