比以往任何時(shí)候，相機(jī)都成為我們口袋里攜帶的個(gè)人和商務(wù)設(shè)備的一部分。雖然今天的攝影圖像傳感器可以工作的光線水平極低，但擁有閃光燈意味著用戶可以更快的速度捕捉更多細(xì)節(jié)。為了確保閃存系統(tǒng)不會(huì)消耗這些電池供電的便攜式電子設(shè)備的大量功率預(yù)算，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)轉(zhuǎn)向使用LED作為光源，而不是傳統(tǒng)的氙燈管。

目前有多種設(shè)備可用于驅(qū)動(dòng)LED作為閃存設(shè)備。許多可以提供高電流，以便LED可以被驅(qū)動(dòng)到最大輸出。然而，今天LED的效率提高 - 意味著它們可以從更少的電流提供更多的光 - 意味著駕駛員也可以專注于減少電池的電流消耗。

在以下部分中，我們?yōu)楝F(xiàn)在可用的閃存應(yīng)用程序提供了五個(gè)LED驅(qū)動(dòng)器樣品。其中，兩個(gè) - ADI和Micrel器件 - 專門(mén)用于驅(qū)動(dòng)閃光LED，而其他三個(gè)部件也可以驅(qū)動(dòng)第二個(gè)LED。安森美半導(dǎo)體器件在其中是獨(dú)一無(wú)二的，專門(mén)設(shè)計(jì)用于提供非常高的電流并支持基于超級(jí)電容器的能量存儲(chǔ)，而德州儀器設(shè)備則特別強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)操作/保護(hù)。

ADI公司的ADP1650

ADI公司的ADP1650專為高分辨率可拍照手機(jī)而設(shè)計(jì)，是一款緊湊，高效的單白光LED驅(qū)動(dòng)器。該器件集成了可編程1.5或3 MHz同步電感升壓轉(zhuǎn)換器，I2C兼容接口和1，500 mA電流源（圖1）。高開(kāi)關(guān)頻率允許設(shè)計(jì)人員使用體積小且價(jià)格低廉的外部1μH功率電感器，內(nèi)部電流源允許LED陰極接地，從而實(shí)現(xiàn)緊湊，散熱增強(qiáng)的布局，并具有低EMI。

圖1：ADP1650框圖（由ADI公司提供）。

LED驅(qū)動(dòng)器可在整個(gè)電池電壓范圍內(nèi)最大限度地提高效率，從而最大限度地為L(zhǎng)ED提供電源，同時(shí)最大限直流電池電流限制可編程，以便在所有電池電壓和LED正向電壓條件下安全地最大化LED電流。兩個(gè)獨(dú)立的TxMASK輸入允許在功率放大器電流突發(fā)期間快速降低閃光LED電流和電池電流。

器件的I2C接口可以對(duì)定時(shí)器，電流和狀態(tài)位讀回進(jìn)行編程，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)控和安全控制。 ADP1650采用緊湊型12引腳，0.5 mm間距WLCSP封裝和10引腳LFCSP封裝，工作在-40°C至125°C的結(jié)溫范圍內(nèi)。

IXYS的LDS8621

IXYS的LDS8621是一款高效率，多模式分?jǐn)?shù)電荷泵，具有超低反饋電壓，可驅(qū)動(dòng)多達(dá)兩個(gè)高電流LED。包含1.33x分?jǐn)?shù)電荷泵模式和超低壓差PowerLite電流調(diào)節(jié)器（圖2）可將器件效率提高95％。該模式不需要額外的外部電容。

圖2：LDS8621框圖（由IXYS提供）。

PWM1/PWM2邏輯輸入既可用作芯片使能，也可用作PWM模式LED亮度控制。 PWM1引腳控制LED A，而PWM2控制存儲(chǔ)區(qū)LED B.最大LED電流值出廠預(yù)設(shè)為96 mA，每個(gè)LED可以單獨(dú)編程。通過(guò)以恒定的開(kāi)關(guān)頻率工作可實(shí)現(xiàn)低噪聲輸入紋波，從而允許使用小型外部陶瓷電容器。多分?jǐn)?shù)電荷泵支持2.7至5.5 V的輸入電壓。該器件采用16引腳3 x 3 x 0.8 mm封裝TQFN封裝，與ADI器件類似，結(jié)溫范圍為-40°至125° C。

Micrel MIC2291

Micrel的MIC2291是一款1.2 MHz脈沖寬度調(diào)制（PWM）升壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，專為高電流白光LED閃光燈應(yīng)用而優(yōu)化。 MIC2291保證開(kāi)關(guān)電流為1.2 A，可在100 mA時(shí)輕松驅(qū)動(dòng)一串最多三個(gè)串聯(lián)的白光LED，確保高亮度并消除多個(gè)鎮(zhèn)流電阻。

MIC2291采用恒定頻率，1.2 MHz PWM控制方案（圖3）。高頻PWM操作通過(guò)減少外部元件尺寸來(lái)節(jié)省電路板空間。與可變頻率拓?fù)湎啾龋愣l率PWM方案的額外好處是將更低的噪聲和輸入紋波注入電池電源。

圖3：MIC2291框圖（由Micrel提供）。

為了優(yōu)化效率，反饋電壓設(shè)置為僅95 mV。這降低了電流設(shè)置電阻的功耗，并允許最低的總輸出電壓，從而最大限度地減少電池的電流消耗。

MIC2291提供兩級(jí)過(guò)壓保護(hù)：15和34 V.這使設(shè)計(jì)人員能夠?yàn)槠鋺?yīng)用選擇具有適當(dāng)額定電壓的最小外部元件。 MIC2291采用薄型SOT23 5引腳和8引腳2 x 2 mm MLF封裝，結(jié)溫范圍為-40°至125°C。

安森美半導(dǎo)體CAT3224

安森美半導(dǎo)體的CAT3224集成閃光LED驅(qū)動(dòng)器非常適合采用鋰離子電池供電的系統(tǒng)，可提供高達(dá)4 A的LED閃光脈沖，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出電池的峰值電流能力。在這里討論的器件中，它是專門(mén)設(shè)計(jì)用于支持雙超級(jí)電容器充電的獨(dú)特之處。其雙模（1x/2x）電荷泵將堆疊的超級(jí)電容器充電至5.4 V的標(biāo)稱電壓，而有源平衡控制電路確保兩個(gè)電容器電池電壓保持匹配（圖4）。從電池汲取的標(biāo)稱充電電流由連接到RC引腳的外部電阻設(shè)置。

圖4：CAT3224框圖（由安森美半導(dǎo)體提供）。

該驅(qū)動(dòng)器還具有兩個(gè)匹配的電流源。外部電阻可調(diào)節(jié)最大閃光模式電流（RF）以及器件的割炬模式電流（RT）。內(nèi)置安全定時(shí)器可自動(dòng)終止閃光脈沖超過(guò)300 ms的最大持續(xù)時(shí)間。

除了熱關(guān)斷和過(guò)壓保護(hù)外，該器件還具有完全的外部電阻編程故障保護(hù)功能，并可在所有條件下完全支持反向輸出電壓。與IXYS的LDS8621一樣，該器件采用16焊盤(pán)，3 x 3 x 0.8 mm TQFN封裝。與之前討論的器件相比，它具有更寬的結(jié)溫工作范圍-40°至150°C。

德州儀器（TI）LM3554

德州儀器（原國(guó)家半導(dǎo)體）LM3554是一款2 MHz（固定頻率）電流模式同步升壓轉(zhuǎn)換器。該器件設(shè)計(jì)用作高電流白光LED的雙600 mA（總共1.2 A）恒流驅(qū)動(dòng)器，或作為穩(wěn)壓4.5或5 V電壓源。雙高側(cè)電流源允許接地陰極LED操作（圖5）。自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法可確保每個(gè)LED的電流源保持穩(wěn)定并最大限度地提高效率。

圖5：LM3554框圖（由德州儀器公司提供）。

主要功能包括用于控制LED電流或所需輸出電壓的I2C兼容接口，用于直接觸發(fā)閃光脈沖的硬件閃存使能輸入，以及用于強(qiáng)制閃光脈沖進(jìn)入低電流的雙TX輸入火炬模式允許與RF功率放大器事件或其他高電流條件同步。此外，高電平有效硬件使能（HWEN）輸入允許在系統(tǒng)軟件故障期間硬件關(guān)閉。

面向系統(tǒng)的設(shè)備具有許多安全操作的功能。內(nèi)置五種保護(hù)功能：

軟件可選輸入電壓監(jiān)視器

內(nèi)部比較器，用于連接外部溫度傳感器

確保電池電流保持在預(yù)定峰值以下的四個(gè)可選電流限制

LED開(kāi)路時(shí)限制輸出電壓的過(guò)壓保護(hù)功能

輸出短路保護(hù)短路期間限制輸出電流

該設(shè)備還提供各種故障指示，包括：

指示LED溫度的熱故障標(biāo)志

表示發(fā)生了TX事件的標(biāo)志

表示閃存超時(shí)計(jì)數(shù)器已到期的標(biāo)志

表示設(shè)備芯片溫度已有的標(biāo)志達(dá)到熱關(guān)斷閾值

指示LED開(kāi)路或短路的標(biāo)志

LM3554的尺寸為1.7×1.7×0.6 mm 16 - 微型表面貼裝器件封裝，結(jié)溫工作范圍為-30°至125°C。

總結(jié)

本文介紹了五種高度集成的器件，可提供正確的功能組合 - 高效率，最大亮度和小尺寸 - 用于在移動(dòng)設(shè)備中驅(qū)動(dòng)LED閃光燈。這些部件還旨在延長(zhǎng)電池壽命，改善圖像，減小應(yīng)用尺寸，并增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性。此外，這些解決方案中的兩個(gè)具有獨(dú)特的特性，其中一個(gè)專門(mén)設(shè)計(jì)用于提供非常高的電流并支持超級(jí)電容器，而另一個(gè)設(shè)備提供大量保護(hù)功能和故障指示器。