對(duì)升壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓進(jìn)行控制,以匹配通過外部電阻檢測的設(shè)定LED電流。不幸的是,這樣做會(huì)讓設(shè)計(jì)人員背離要從電池提供的有限電能中擠壓出高光通量的目標(biāo)。外部電流檢測電阻帶有高功耗,其大小受到控制,目的是在低電流狀態(tài)下也可以提供可用的裕量電壓,從而為持續(xù)的電影照明提供驅(qū)動(dòng)。另一方面,如果電流增加,則電流檢測電阻的壓降升高,帶來大量的功耗。另外,具有理想功耗額定值的高精度電阻較昂貴,且會(huì)增加解決方案的體積,從而每條LED通道都要求一個(gè)電阻。
因此,更好的解決方案是一個(gè)集成在LED驅(qū)動(dòng)器中的有源電流阱或者電流源,如圖3所示。我們可使用一種壓降和由此產(chǎn)生的功耗都得到降低的方法對(duì)內(nèi)部電流檢測電阻進(jìn)行調(diào)節(jié),具體調(diào)節(jié)情況取決于LED電流的大小。如果為低LED電流,則壓降可以維持足夠的高以獲得的檢測信號(hào)。
圖3 使用自適應(yīng)電流阱和檢測的改進(jìn)型LED驅(qū)動(dòng)方案
電流阱不僅僅檢測LED電流,通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電阻,其還可以對(duì)LED電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。所產(chǎn)生的電流阱壓降作為動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)升壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓所需的信息,旨在任何電流電平下都能夠?qū)⒐目刂圃谝粋(gè)可接收的低限度。
圖4 有源電流檢測與電阻式電流檢測比較
圖4顯示了使用一個(gè)1Ω電阻檢測電流和使用一個(gè)調(diào)節(jié)至400mv壓降的有源電流檢測方法之間的比較情況。受益于低功耗,有源電流檢測方法明顯有助于更高的系統(tǒng)效率。
從電池?cái)D壓出光通量
過去,RFPA從移動(dòng)電話電池吸取高的脈沖電流。隨著過去5年間多功能手機(jī)的發(fā)展,處理器供電和本文重點(diǎn)介紹的閃光燈LED供電吸取了高的電流。例如,如果要驅(qū)動(dòng)1.5A的LED電流,從電池吸取的電流可高達(dá)3A,這是因?yàn)樯龎恨D(zhuǎn)換器的電壓比。如此高的電流會(huì)使電池電壓急劇下降。欠壓閾值檢測機(jī)制會(huì)防止系統(tǒng)在這種情況下出現(xiàn)故障。在閃光燈開啟時(shí)由于低電池電壓電話會(huì)徹底關(guān)機(jī),這是一種非常糟糕的用戶體驗(yàn)。常用的解決方案是在低電池電壓狀態(tài)時(shí)讓相機(jī)軟件關(guān)閉閃光燈,相比之下不使用閃光的用戶體驗(yàn)還不至于太壞。PMIC提供的緩慢電池電壓信息刷新率、電池溫度和老化效應(yīng)以及更嚴(yán)重的不準(zhǔn)確性放寬了安全的界限。
如果閃光燈驅(qū)動(dòng)器本身能夠防止電池電壓下降過多,那么就可以保持較小的安全界限。通過使用一個(gè)受控轉(zhuǎn)換率升高LED電流,并在上升期間持續(xù)監(jiān)控電池電壓可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
TI擁有一種監(jiān)控電池電壓的閃光燈驅(qū)動(dòng)器技術(shù)。要獲得穩(wěn)定的LED電流波形并且避免過多的電池壓降,閃光燈驅(qū)動(dòng)器要主動(dòng)控制LED電流上升/下降順序。在上升階段(上升斜率為25mA/12μs),要對(duì)輸入電壓進(jìn)行監(jiān)控。如果輸入電壓降至某個(gè)設(shè)定閾值以下,則器件即刻停止讓LED電流進(jìn)一步上升至該設(shè)定閾值,并將閃光燈電流保持在實(shí)際電平,參見圖5。
圖5 電池壓降監(jiān)控
因此,可以保證安全界限非常小,并且手機(jī)不會(huì)關(guān)機(jī)。電池周期中的不可逆電池壓降得到避免,并且增加了電池總體工作時(shí)間。