在手機(jī)照相機(jī)光源應(yīng)用領(lǐng)域驅(qū)動大電流LED的高性能技術(shù)(04-100)

　　在升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，輸入電流保證大于或等于輸出電流。由于LED正向電壓通常比電池電壓低，即使在最好的情況下，相對于降壓或全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)其升壓效率也是非常低。而且，由于升壓型轉(zhuǎn)換器無法良好控制低于VIN的輸入電壓，因此需要一個相對較高值的FB電壓以保證穩(wěn)壓器總是升壓。這對調(diào)整高VIN和低VLED條件下的LED電流是必需的。由于ILED * VFB代表額外的功耗，因此對高VFB的需要會進(jìn)一步損失效率。在大多數(shù)大電流相機(jī)光源應(yīng)用中，普通升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的PLED/PIN效率在60%到70% 之間。因為具有典型的大電流LED的特點，一個優(yōu)化的LED驅(qū)動器應(yīng)適用于降壓和升壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換，同時能夠于最小壓降范圍內(nèi)在電流控制電路中調(diào)整LED的電流。

　　如果在一個相機(jī)光源中使用2個或更多的并聯(lián)LED，由于在任何2個LED之間的正向壓降會有很大的變化，因此額外需要一些保證電流匹配精度的器件。最明顯的方法是將LED串聯(lián)，這樣升壓型轉(zhuǎn)換器能夠很好的工作。然而，如果需要并聯(lián)連接，解決方案必須能夠?qū)γ總€LED提供獨立的電流控制。在任何一種方式下，電流控制電路在電流感測電阻上應(yīng)產(chǎn)生盡可能低的壓降。相機(jī)光源應(yīng)用中的另一個復(fù)雜點是從具有低至微安級正向電流的大電流LED中出現(xiàn)可見光。沒有固有的LED斷接，需要將一個獨立的開關(guān)串聯(lián)在LED上，保證在關(guān)斷時，LED上不會有電流流過。

　　用大功率LED產(chǎn)生可見光的基本工作是非常簡單的，但是在現(xiàn)有設(shè)計上要產(chǎn)生高性能電源和電流控制解決方案就非常困難。在這些應(yīng)用中，沒有專門的電源IC來解決上述問題的話，電池壽命仍會受到損失。凌特公司的LTC3453是專門在大電流相機(jī)光源領(lǐng)域中優(yōu)化效率、準(zhǔn)確度以及控制LED電流的產(chǎn)品(見圖1)。

　　LTC3453利用了一個同步的降壓-升壓型電源結(jié)構(gòu)和可編程的低壓降電流源以調(diào)整LED電流。器件根據(jù)VIN和LED正向電壓，在同步降壓、同步升壓、以及4個開關(guān)降壓-升壓模式下自動轉(zhuǎn)換。每個電流源都具有自己獨立的控制環(huán)路，能夠在非常低的LED引腳電壓下調(diào)整電流以減少功耗。真正的LED斷接可通過關(guān)斷電流源來實現(xiàn)。4個LED電流源(LED 1到LED 4)可與并聯(lián)連接的LED使用，或連在一起以共同驅(qū)動單個大輸出的LED。通過需要保證所有電流源處于穩(wěn)壓狀態(tài)下的最低電壓調(diào)節(jié)VOUT可使整體效率優(yōu)化。在同步降壓-升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，于整個鋰離子電池和LED正向電壓范圍內(nèi)，"手電筒”模式的效率可大于90%，比普通升壓解決方案提高了20% 到30%。

　　結(jié)語

　　隨著3G網(wǎng)絡(luò)使手機(jī)具備更多新的應(yīng)用，這使對器件性能躍進(jìn)的需求不斷加增。能牽動市場的新特點 (如用內(nèi)置照相機(jī)光源集成的照相機(jī)) 在性能上正快速改變，一般情況下都使已經(jīng)不堪重負(fù)的電池負(fù)擔(dān)更重。如LTC3453專為高性能而設(shè)的器件為滿足手機(jī)設(shè)計者對快速變化的需求并在新應(yīng)用中對電池壽命有最小影響的解決方案是非常重要?！?/p>