滿足帶集成攝像頭的移動(dòng)設(shè)備要求的閃光LED驅(qū)動(dòng)器的介紹

智能手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備中相機(jī)的廣泛采用，以及消費(fèi)者對(duì)更高質(zhì)量，更清晰圖像的期望，推動(dòng)了對(duì)更簡單設(shè)計(jì)，更小尺寸和更少元件數(shù)量的需求，特別是隨著許多智能手機(jī)向前端和后置攝像頭。據(jù)Gartner公司稱，手機(jī)攝像頭將從2011年的約16億臺(tái)增加到2015年的22億臺(tái)以上，占全球手機(jī)市場的92%。市場研究公司還發(fā)現(xiàn)另外15%的手機(jī)將有兩個(gè)相機(jī)拍攝肖像照片或啟用視頻聊天。

LED驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)商正在開發(fā)新設(shè)計(jì)以滿足其中一些要求，因?yàn)樗蓄愋偷膸Ъ蓴z像頭的移動(dòng)設(shè)備的需求不斷攀升。一些供應(yīng)商甚至正在開發(fā)創(chuàng)新架構(gòu)以提高圖像質(zhì)量。

一個(gè)例子是ams AG的AS3630照片閃存驅(qū)動(dòng)器(圖1)，它利用超級(jí)電容器的功率。與智能手機(jī)中的大多數(shù)閃光系統(tǒng)相比，它可以產(chǎn)生4倍更亮的閃光燈輸出，從而轉(zhuǎn)換為更清晰的圖像。

滿足帶集成攝像頭的移動(dòng)設(shè)備要求的閃光LED驅(qū)動(dòng)器的介紹圖1：ams AS3630使用I?C接口進(jìn)行電流和時(shí)序調(diào)整，以設(shè)置充電結(jié)束電壓，并通過內(nèi)部ADC測量超級(jí)電容和LED參數(shù)。專用TXMASK/TORCH輸入可用于手電筒按鈕，或者如果同時(shí)操作RF功率放大器(PA)(TX屏蔽)，則可降低電池電流(由ams提供)。

以下是詳細(xì)信息。 AS3630可通過閃光系統(tǒng)提供高達(dá)8 A的電流，這意味著可以拍攝出清晰的圖像并支持更快的快門速度。 Ams指出，現(xiàn)在可以詳細(xì)捕捉在黑暗條件下快速移動(dòng)的物體的照片，這些物體以前會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影。它還消除了眩光和不適，因?yàn)榧词苟虝旱拈W光持續(xù)時(shí)間低至10毫秒也能提供足夠的光線。

AS3630采用創(chuàng)新架構(gòu)，利用超級(jí)電容器內(nèi)存儲(chǔ)的能量(電氣雙層電容器或EDLC)。驅(qū)動(dòng)兩個(gè)串聯(lián)的LED，超級(jí)電容的輸出從5.5 V增加到通常高于9 V，以匹配LED的正向電壓，同時(shí)提供一致的光輸出。因?yàn)樗褂蒙龎和負(fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以當(dāng)“無輔助電容”的輸出低于LED的正向電壓時(shí)，它可以使閃光燈更長時(shí)間點(diǎn)亮。該架構(gòu)還允許在應(yīng)用中使用最小的電容器。

由于LED之間的生產(chǎn)變化，并行LED架構(gòu)導(dǎo)致從一個(gè)單元到另一個(gè)單元的光輸出的高度變化，ams解釋說。然而，對(duì)于ams使用的串行LED架構(gòu)，它通過提供來自兩個(gè)閃光LED的匹配光輸出解決了這個(gè)問題，其不受LED生產(chǎn)單元之間的變化的影響。此外，ams與村田制作所合作，將AS3630的功能與無源制造商的超薄高容量EDLC相匹配，以優(yōu)化系統(tǒng)性能。當(dāng)與EDLC(如Murata的DMF系列)結(jié)合使用時(shí)，據(jù)說智能手機(jī)相機(jī)可以在保持薄外形的同時(shí)顯著改善圖像質(zhì)量。

另一個(gè)例子是Micrel的高電流相機(jī)閃光LED驅(qū)動(dòng)器，MIC2870(圖2)和MIC2871(圖3)，它們只需要三個(gè)外部元件即可簡化和縮小整體產(chǎn)品設(shè)計(jì)，同時(shí)提高閃光燈的亮度和圖像質(zhì)量。動(dòng)態(tài)LED電流控制，燈光昏暗。

滿足帶集成攝像頭的移動(dòng)設(shè)備要求的閃光LED驅(qū)動(dòng)器的介紹圖2：Micrel MIC2870的LED驅(qū)動(dòng)電流由集成電感升壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生，開關(guān)頻率為2 MHz。這樣就可以使用小型電感器和輸出電容器(由Micrel提供)。

滿足帶集成攝像頭的移動(dòng)設(shè)備要求的閃光LED驅(qū)動(dòng)器的介紹圖3：Micrel MIC2871在閃光或割炬模式下工作，通過單線串行接口和/或外部控制引腳進(jìn)行控制?？赏ㄟ^外部電阻調(diào)節(jié)默認(rèn)閃光和手電筒亮度。單線串行接口使主處理器能夠控制自動(dòng)對(duì)焦，白平衡和圖像捕捉(閃光模式)等功能(由Micrel提供)。

MIC2870和MIC2871可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)或兩個(gè)高達(dá)1.5 A的相機(jī)閃光LED，具有高效率和高電流精度。它們可用于便攜式電池供電應(yīng)用，包括智能手機(jī)，可拍照手機(jī)，平板電腦和筆記本電腦，以及數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)。

Micrel表示，這些攝像頭LED驅(qū)動(dòng)器的工作頻率為2 MHz，可提供緊湊的高功率解決方案，同時(shí)提供高達(dá)95%的效率。這兩款器件均提供多種安全功能，如低電池檢測，輸出負(fù)載斷開，安全定時(shí)器，過壓保護(hù)，LED短路保護(hù)，閃光抑制器和熱關(guān)斷保護(hù)，可降低電池壓力并改善系統(tǒng)保護(hù)。工作結(jié)溫范圍為-40°至+ 125°C。

MIC2870工作在2.7至5.5 V電源電壓范圍內(nèi)，可驅(qū)動(dòng)一個(gè)或兩個(gè)高達(dá)1.5 A的LED。當(dāng)連接兩個(gè)WLED時(shí)，電流會(huì)自動(dòng)匹配。它采用2.0 x 2.0 mm封裝。

MIC2871還可在2.7至5.5 V電源電壓范圍內(nèi)工作，但可將單個(gè)LED驅(qū)動(dòng)至1.2 A.視頻燈和閃光燈選通LED電流可通過I?C(MIC2870)以16個(gè)不同步進(jìn)配置)或單線接口。它采用2.0 x 3.0 mm TDFN封裝。同樣，德州儀器(TI)的TPS61311工作在2 MHz開關(guān)頻率，允許使用小型和薄型2.2μH電感器，縮小整體解決方案的尺寸。該設(shè)備可以驅(qū)動(dòng)多達(dá)三個(gè)LED，用于靜態(tài)相機(jī)閃光燈頻閃和視頻攝像機(jī)照明應(yīng)用。

TPS6131x系列基于高效同步升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，帶有電流吸收器，可并聯(lián)驅(qū)動(dòng)多達(dá)三個(gè)并聯(lián)的白光LED。據(jù)TI稱，該器件采用低LED反饋電壓和穩(wěn)壓輸出電壓自適應(yīng)運(yùn)行，以優(yōu)化整體效率。

TPS6131x在輕負(fù)載電流下進(jìn)入省電模式，在整個(gè)負(fù)載電流范圍內(nèi)保持高效率。它還提供專用控制接口(STRB0，STRB1)，用于零延遲LED開啟時(shí)間，以簡化視頻燈和與相機(jī)模塊的閃光同步。

ADI公司的ADP1660(圖4)和ADP1649(圖5)閃光LED驅(qū)動(dòng)器也專注于提高效率。這些器件可在閃光燈或割炬模式下最大限度地減少電池電流，這得益于低RDS(on)功率FET，可在降低輸入電流的同時(shí)提高效率，并具有“在低電池條件下自動(dòng)調(diào)節(jié)閃光電流的算法”等功能。

滿足帶集成攝像頭的移動(dòng)設(shè)備要求的閃光LED驅(qū)動(dòng)器的介紹圖4：ADI的器件控制ADP1660可通過I?C兼容控制寄存器，外部STROBE和割炬輸入引腳以及發(fā)送器掩模(TxMASK)輸入實(shí)現(xiàn)(由Analog Devices Inc.提供)。

滿足帶集成攝像頭的移動(dòng)設(shè)備要求的閃光LED驅(qū)動(dòng)器的介紹圖5：ADI ADP1649的Tx屏蔽功能可降低同時(shí)功率放大器(PA)傳輸突發(fā)和閃光事件期間電池過載的風(fēng)險(xiǎn)。它可用于降低PA傳輸突發(fā)期間的閃光LED電流，以維持電池可接受的負(fù)載(由ADI公司提供)。

這些閃光LED驅(qū)動(dòng)器通過集成可編程1.5或3 MHz同步電感升壓轉(zhuǎn)換器來減小電路板尺寸，可在0603封裝中使用1 mm高，1μH功率電感器和輸入輸出電容器，類似到其他閃存設(shè)備。它們還提供I?C通信端口，與其他閃存驅(qū)動(dòng)器一樣，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)器，電流和狀態(tài)位回讀的可編程性。

ADP1660是一款雙通道750 mA(總共1500 mA)閃存LED驅(qū)動(dòng)器，采用2.0 x 1.6 mm 12引腳WLCSP封裝，而ADP1649則是單個(gè)1，000 mA LED驅(qū)動(dòng)器，采用2.0 x 1.5 mm 12-封裝球WLCSP包。這兩款產(chǎn)品均提供“同類最佳”效率，可延長電池壽命，并在閃光和割炬事件期間限制電池負(fù)載。 ADI公司提供名為ADP1660CB-EVALZ的評(píng)估板。

總之，閃光LED驅(qū)動(dòng)器正在滿足所有類型的帶集成攝像頭的移動(dòng)設(shè)備的要求。在大多數(shù)情況下，它們提供高效率和高精度，以及提高閃光亮度和圖像質(zhì)量的功能。此外，許多設(shè)計(jì)允許使用更小的電感器和電容器，從而節(jié)省空間并降低成本。