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智能型DC-DC轉(zhuǎn)換器驅(qū)動大功率白光LED閃光燈

作者: 時間:2011-09-08 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
移動電話、PDA與一般的可攜式設(shè)備都必須在小尺寸的限制中滿足持續(xù)增加的功能需求。整合了影像與視頻的相機(jī)正成為可攜式產(chǎn)品最流行的功能需求。而支援相機(jī)的功能則是決定效能與功耗的關(guān)鍵。本文將探討如何提升功能,并展示一完整的設(shè)計方案,以說明如何。

可攜式裝置的功能整合,例如結(jié)合PDA與移動電話等等功能,是當(dāng)前正在發(fā)生的最新趨勢。時至今日,若無法為原本僅能用于接收及發(fā)話的移動電話以及一些「史前時代」的終端裝置添加新功能的話,則整合將是非常難以達(dá)成的目標(biāo)。這包括MP3/MP4播放器;有線(USB與USB-OTG);紅外線(IrDA)、藍(lán)芽、Wi-Fi、GPS等無線連接;以及最近熱門的數(shù)字視頻廣播等,都是最新的行動電話所內(nèi)建的主要、且極具吸引力的功能。

然而,目前每一種最新款的手機(jī),幾乎都已內(nèi)建了大多數(shù)的通用功能,例如可獲取靜態(tài)影像或搭載視訊電話通話功能的高品質(zhì)攝影相機(jī)模組。過去,由于相機(jī)模組的影像解析度相當(dāng)?shù)停虼怂?jīng)常被當(dāng)作簡單的玩具,但現(xiàn)在,相機(jī)模組的精密度大幅提升,在影像解析度上已直逼最先進(jìn)的數(shù)字相機(jī)。由于相機(jī)模組需要能夠在低照明環(huán)境下操作的光源,加上最新的高解析度相機(jī)需要更高的流明與亮度,因此,內(nèi)建的閃光燈功能提供了重要功能,并推動了整體相機(jī)模組的應(yīng)用。

早期內(nèi)建在移動電話中的閃光燈僅僅提供娛樂型閃光燈功能,因為它們提供的拍攝結(jié)果幾乎與沒有閃光燈相同。為了支援最新的高解析度相機(jī),讓最終產(chǎn)品能吸引并滿足終端用戶的需求,其照明功能必須獲得更佳的決定性攝影效能。本文接著將探討兩種實(shí)現(xiàn)閃光燈的不同方法。
實(shí)現(xiàn)閃光燈功能
目前閃光燈照明共有兩種選擇:
(1)閃光燈;
(2)s。

(圖一)為一個閃光燈模型。其燈炮是由一個充滿氙氣的玻璃外殼構(gòu)成。當(dāng)電極被觸發(fā)時,其正極與負(fù)極都會注滿氣體,而非連接到燈泡表面。

當(dāng)氙氣的電氣阻抗降到極低值的時候,由大量電流產(chǎn)生的可見光會從正極流向負(fù)極??赏高^觸發(fā)電極來實(shí)現(xiàn)這項功能。該功能提供了高達(dá)千伏的高電壓峰值,從而將氙氣離子化,并使其成為低阻抗?fàn)顟B(tài)。

此閃光燈具備高品質(zhì)影像效能所需的杰出特性。其輸出的光照非常密集,而且很容易擴(kuò)散到廣大區(qū)域中。此外,由于閃光燈的色溫大約為5500~6000°K,這與自然光的溫度非常接近,因此無需做任何色彩校正。

另一方面,由于輸出的光照牽涉到非常高的能級(energy level),在正極上通常需要數(shù)百伏特,因此需要一些時間來升高電池電壓,以符合行動電話的供電需求。

連續(xù)兩次時間范圍為1~5秒的閃光功能,所需之標(biāo)準(zhǔn)充電時間是依照輸入功率、電容值、充電電路特性與所需能源等項目而定。閃光燈的照度可能僅僅是能讓閃光燈成為靜態(tài)影像閃光燈良好解決方案的脈沖,但并不適合視訊應(yīng)用。

此外,由于氙氣閃光燈管及其附加的電路對具有空間限制的行動電話來說,是相當(dāng)占空間的;同時,由于觸發(fā)氙氣需要更高且更危險的電壓,以提供足夠的能源總量來輸出光照,因此必須使用一個精確但昂貴的設(shè)計,這些因素都限制了閃光燈在移動電話中的應(yīng)用。

針對上述原因,移動電話制造商逐漸轉(zhuǎn)向采用做為閃光燈的光源。

LED可提供連續(xù)光照,因此相當(dāng)適合在低照明條件下做為視頻電話的閃光燈光源,另外,LED所需的電路也相當(dāng)簡單,而且較閃光燈泡便宜許多。

入門級的照相手機(jī)解析度通常在次百萬(sub-Mega)畫素范圍內(nèi),這些手機(jī)通常內(nèi)建照明能力相對較低的標(biāo)準(zhǔn)LED。正因為如此,無論是串聯(lián)或是并聯(lián)的多個標(biāo)準(zhǔn)白光LED,都必須提供能獲取影像的最低限度光源,否則所拍攝的影像會幾乎看不見而無法使用。

標(biāo)準(zhǔn)的白光LED具備從3.2V~4.5V的標(biāo)準(zhǔn)前向電壓,而驅(qū)動它們的單一電源通常在充飽電時電壓范圍會達(dá)到4.2V;而在放電時則會降低至2.8V~2.7V的鋰離子電池。

標(biāo)準(zhǔn)的白光LED通常使用步進(jìn)式(升壓)或電荷幫浦(Charge Pump)來驅(qū)動。兩種解決方案都必須控制穿過LED的前向電流,而此一前向電流與照明強(qiáng)度成正比。本文接著將同時探討上述兩種方法。

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