手機(jī)數(shù)碼相機(jī)的低壓閃光燈設(shè)計(jì)

摘要：本文介紹了手機(jī)數(shù)碼相機(jī)用低壓閃光燈電路設(shè)計(jì)、主要器件選用要求。
　　
　　關(guān)鍵詞：低壓閃光燈FlashLED電荷泵
　　
　　手機(jī)的周邊設(shè)計(jì)是增加手機(jī)附加功能、增加手機(jī)的賣點(diǎn)、增加手機(jī)的新的利潤主要方法。每年推出的數(shù)百種新款手機(jī)，無非是增加或改變了手機(jī)的外觀形狀和顏色、鍵盤燈和顯示屏的顏色和亮度、聲音重現(xiàn)的方式和質(zhì)量、鈴聲和弦的變化、附加拍照功能或能上網(wǎng)、接收電視和電臺、MP3播放等等。手機(jī)增加數(shù)碼相機(jī)功能幾乎成了手機(jī)新設(shè)計(jì)方案的必然趨勢，目前市場上的手機(jī)數(shù)碼相機(jī)大多是選用30萬像素VGA格式的CMOS鏡頭，100萬至200萬像素的CMOS鏡頭選用已經(jīng)成為當(dāng)前手機(jī)設(shè)計(jì)的主流。為了給手機(jī)數(shù)碼相機(jī)拍照時補(bǔ)光，閃光燈也就成了手機(jī)的必需品。
　　
　　閃光燈是拍照的輔助工具，它是攝影光源的一種，當(dāng)拍照時，周圍環(huán)境的自然光源（日光）或人工光源（燈光等）不足的時候，閃光燈就成了彌補(bǔ)這一不足的機(jī)動光源。各種相機(jī)內(nèi)置或外加的萬次閃光燈，最通用的都是通過振蕩電路和變壓器升壓，經(jīng)大電容器儲存能量，在需要的瞬間釋放并感應(yīng)出高壓，激發(fā)惰性氣體發(fā)出脈沖光源，從而獲得極強(qiáng)的瞬時功率。
　　
　　以高亮度LED為閃光燈源的低壓閃光燈的出現(xiàn)，給傳統(tǒng)的閃光燈帶來一個革命性的變化。低壓閃光燈不需要振蕩電路、不需要升壓變壓器和儲能大電容器，F(xiàn)lashLED只需要3.5—4.5V的直流電壓、120-250mA的電流就可使其發(fā)出2000mcd—7500mcd的高亮度光線，照亮需要輔助光的被攝主體。LED低壓閃光燈電路簡單、高效、省電、低成本、占PCB面積特小，特別適用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和手持設(shè)備，因此將贏得整個手持影像產(chǎn)品市場的青睞。
　　
　　FlashLED的選用
　　
　　LED閃光燈的選用第一要點(diǎn)就是高亮度和能通過大電流，LED發(fā)光的亮度與通過電流成正比。用在手機(jī)鍵盤的LED，其使用電流大約是7-12mA，其亮度大約是20-40mcd；用在STN-LCD屏背光的LED，其使用電流大約是14-20mA，其亮度大約是100-1000mcd；而用作閃光燈的LED，其使用電流大約是120-250mA，其亮度大約是2000-7500mcd；由此可見，手機(jī)上不同用途的LED，其性能也是完全不同的。
　　
　　閃光燈用FlashLED選用的主要技術(shù)參數(shù)是：
　　
　　1）亮度（Iv），目前產(chǎn)品能達(dá)到最高亮度大約是7500mcd；
　　2）脈沖峰值電流（IFP），一般要求100-400mA；
　　3）封裝，當(dāng)然是越小越好，一般是5.2X5.2X2.5mm。
　　
　　隨著LED技術(shù)的突飛猛進(jìn)，用作閃光燈的FlashLED技術(shù)參數(shù)提高很快，早期的FlashLED為了提高其亮度是在一個芯片封裝中放入5顆管芯，隨著單顆管芯亮度的不斷提高，分別出現(xiàn)4顆、3顆，乃至2顆管芯。FlashLED的外形圖如圖1。
　　
　　實(shí)現(xiàn)白光的LED是基于氮化鎵(GaN)藍(lán)光LED技術(shù)，LED閃光燈目前都是一顆LED閃光燈安裝幾個藍(lán)色LED管芯加上黃磷濾色鏡的結(jié)構(gòu)原理來發(fā)出白光的，這也是最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方案；用一顆RGB（紅綠藍(lán)）三色管芯LED也是可以合成白光，但一顆RGBLED比一顆LED閃光燈價格貴，紅綠藍(lán)三色要分別調(diào)控亮度才能合成白光，使用成本較高，只有在需要調(diào)節(jié)閃光色溫和多彩的高級方案中才選用。
　　
　　LED閃光燈內(nèi)幾顆LED管芯并聯(lián)使用，所以需要較大的工作電流。電路圖符號如圖2。
　　LED閃光燈都帶反光罩和透鏡如圖3，因此在幾米的距離內(nèi)能提供均衡的光線。
　　
　　FlashLED的主要技術(shù)參數(shù)是亮度（IV）、視角(θ)、前向電壓（VF）、前向電流（IF）、功耗（Pd）、峰值電流(IFP)、管芯數(shù)量和外形尺寸。表1是常用FlashLED性能表。
　　
　　FlashLED的亮度（IV）與通過的峰值電流(IFP)成正比，IV與IFP關(guān)系見圖4。
　　
　　
　　
　　
　　表1常用
　　
　　
　　
　　FlashLED性能表
　　
　　
　　參數(shù)
　　
　　符號
　　
　　SLMW250
　　
　　SLMW350
　　
　　LWH1033
　　
　　
　　
　　
　　LH-1214
　　
　　61-25UWC
　　
　　NBCW011T
　　
　　前向電壓
　　
　　VF
　　
　　3.2-3.4V
　　
　　
　　
　　
　　3.3-3.5V
　　
　　3.4-3.6V
　　
　　3.0-3.8V
　　
　　3.5V
　　
　　3.6V
　　
　　前向電流
　　
　　
　　
　　
　　IF
　　
　　50mA
　　
　　80mA
　　
　　60mA
　　
　　30mA
　　
　　
　　
　　
　　25mA
　　
　　50mA
　　
　　峰值電流
　　
　　IFP
　　
　　100mA
　　
　　
　　
　　
　　400mA
　　
　　100mA
　　
　　100mA
　　
　　100mA
　　
　　100mA
　　
　　功耗
　　
　　
　　
　　
　　PD
　　
　　200mW
　　
　　280mW
　　
　　80mW
　　
　　114mW
　　
　　110mW
　　
　　
　　
　　
　　400mW
　　
　　反向電壓
　　
　　VR
　　
　　5V
　　
　　5V
　　
　　
　　
　　
　　5V
　　
　　5V
　　
　　5V
　　
　　5V
　　
　　反向電流
　　
　　IR
　　

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