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LED已成为移动电话中影片照明及相机闪光的标准解决方案。对于提升画质及分辨率的需求需要更明亮的闪光LED解决方案。其中的难题在于如何运用电池达到最佳的光度通量(Iuminous flux)，发挥最大的解决方案效率。因此，从电池汲取高电流的运作，需要节能运作功能及稳定的系统设计。本文将说明系统层级的闪光LED驱动器设计，以及确保安全系统运作及整合的功能。
高效率相机闪光LED驱动
高分辨率相机需要高亮度闪光，才能在实际照明不足的环境下拍照。客户目前已将闪光功能视为标准配备，并已成为吸引关注的销售指标。这项功能需要高光度通量，才能解决高效率LED驱动器系统设计的难题。
系统设计
闪光LED的正向电压与电流，以及移动电话的额定电池电压，最适合步降转换器解决方案。电感型步升转换器，在驱动高电流方面展现令人满意的高效率。由于正向电压不仅会因环境温度而变化，甚至电压本身也容易产生差异，因此必须以电流驱动LED。正向电压的差异源于生产制程因素，范围最高可达±20％，如图1：闪光LED VF／IF所示。
简单的做法是将闪光LED与步升转换器所驱动的侦测电阻串联。图1：闪光LED VF／IF显示此一概念。
步升稳压器经过控制，符合外部电阻侦测的设定LED电流，不过，这使得设计人员无法将电池的电量全部用来发挥最高的光度通量。外部侦测电阻的功率耗损相当高，即使是对于持续影片照明需求所驱动的低电流，也能够调整功率耗损而达到可用的电压。另一方面，如果增加电流，侦测电阻的电压降幅会增加，而导致大量功率耗损。此外，绝佳额定功率的高精度电阻相当昂贵，会使得解决方案的尺寸加大，而且每个LED通道都需要一个电阻。
因此，较理想的解决方案，是LED驱动器中整合的主动式电流汲入或来源，如图3所示。内部侦测电阻可依据LED电流加以调整，以降低电压降幅，及最终的功率耗损。对于低LED电流的情况，可维持降幅幅度，以达到准确的侦测信号的功能。
电流汲入不仅会侦测LED电流，而且可大幅调整电阻，以调节LED电流。汲入的最终电压降幅，会成为大幅调整步升转换器输出电压的信息，使功率耗损保持在任何电流程度均可接受的最低限度。
图4显示使用1Ω电阻侦测电流，与使用调整为400mV漏失的主动式侦测两者的比较。由于功率耗损减少，因此主动式侦测有助于提升系统效率。
将电池的电量全部用来发挥最高的光度通量
以往RF PA从移动电话电池汲取最高的脉；中电流量。随着高阶移动电话的改变，处理器供电与闪光LED供电汲取最高的电流量。例如，如果驱动1.5A的LED电流，从电池汲取的电流，会因为降压转换器的电压比例而升高至3A。如此高的电流会使得电池电压大幅下降。欠压阈值侦测机制能够防止系统在这类情况下故障。如果电池电压不足时触发闪光，最不理想的情况就是使移动电话完全关闭。常用的解决方案，是在电池电压不足的情况下，将相机软件的闪光关闭，但会造成无法使用闪光的功能。PMI提供的缓慢电池电压信息更新频率、电池温度与老化现象，以及其它不确定的因素，都会导致许多安全问题。
如果闪光驱动器本身能够避免电池电压过度下降，就能够减少这些安全问题。在控制范围内的回转率，提供LED电流并持续监测提高时的电池电压，即可避免电池电压过度下降。
Tl提供可监测电池电压的闪光驱动器技术。为了达到平顺的LED电流波形，避免过度的电池电压降幅，闪光驱动器会主动控制LED电流升高／降低顺序。在升高阶段期间(步升斜率为25mA／12μs)，输入电压受到监测。如果输入电压低于设定的阈值，装置会同时停止增加LED电流，以达到设定的阈值，并且将闪光电流维持在实际的程度，如图5所示。
最后，安全问题就能够减少，而且手机装置可以安全关闭。电池周期的不可逆电池(irreversible battery)电压降幅即可避免，并且增加整体的电池导通时间。
安全的系统整合
驱动高脉；中电流时，重点在于安全且不产生失效的运作状态。移动电话制造商需要的是紧密无缝(seamless)的系统整合解决方案，因此，这需要超越标准安全运作功能的功能集，例如，电感电流限制、欠压防护等。TPS61310闪光LED驱动器，已具备如此高规格运作的功能集。
LED失效侦测
短路的LED必须加以侦测，才能避免在生产制程中与操作时发生危险。侦测这类情况的其中一种方法，是使数mA电流顺向流动。由于这个电流会以低照明度范围测试LED，因此使用者不会感觉任何照明度，不过这个概念有缺点：低照明度范围通常未经过LED制造商测试，不同LED类型之间有极大的差异，即使是生产制造时，制程略微不同的单一LED类型也是如此，这会使得短路的LED侦测不正确，或导致假性错误侦测。TPS61 310采用不同的运作方式。如果LED运作时发生短路情况，低位电流汲入LEDl、LED2、LED3会分别按照视讯照明模式，或闪光模式的设定限制输出电流上限来增加输入电阻，以避免汲取过多电流。此外，装置会受到监测，并且透过I2C接口，在生产制造过程中，向测试设备反映短路的LED状态，或在运作时向相机引擎反映短路的LED状态。开放回路情况也会以类似的方式加以侦测。
过热侦测
极具吸引力的移动电话产品设计，有时候不一定是最佳的散热设计。高功率闪光LED能够进行有限脉冲处理。如果移动电话暴露于高温环境，或者先前的闪光造成LED温度升高，电容热阻抗可能不足以处理LED功率耗损，最终导致温度超过85℃时，不可逆的光度通量效率减低、使用时间缩短或甚至电力中断。为了使散热及极具吸引力的功能设计需求能趋于一致，TPS6131O透过NTC电阻侦测来测量LED温度。如果超过危险温度，软件便会降低LED开关时间的脉冲比例，以便LED能够在每次闪光之间降温。这项功能也可做为防止手指灼热的防护措施。
TPS61310晶粒温度也会受到监测。除了标准过热关机功能之外，TPS61310也具备相机引擎的预警功能，能够避免不慎触发，使装置降温的过热关机功能。
TPs61310影片照明／闪光驱动器
TPS61310能够驱动一个到三个达到1.5A的闪光LED应用。电池电压监测、节能运作功能、可靠LED短路侦测等专属功能，使得此款装置成为闪光驱动及影片照明的便捷整合解决方案。透过高速I2CI／F的设定，此款装置可达到跨平台设计的最高弹性。另外，专用的逻辑输入也可用于零延迟触发。采用2mm2x2mm2芯片级封装，不需要透过外部组件设定电流及闪光启动时间，因此解决方案的尺寸相当小。
高效率相机闪光LED驱动
高分辨率相机需要高亮度闪光，才能在实际照明不足的环境下拍照。客户目前已将闪光功能视为标准配备，并已成为吸引关注的销售指标。这项功能需要高光度通量，才能解决高效率LED驱动器系统设计的难题。
系统设计
闪光LED的正向电压与电流，以及移动电话的额定电池电压，最适合步降转换器解决方案。电感型步升转换器，在驱动高电流方面展现令人满意的高效率。由于正向电压不仅会因环境温度而变化，甚至电压本身也容易产生差异，因此必须以电流驱动LED。正向电压的差异源于生产制程因素，范围最高可达±20％，如图1：闪光LED VF／IF所示。
简单的做法是将闪光LED与步升转换器所驱动的侦测电阻串联。图1：闪光LED VF／IF显示此一概念。
步升稳压器经过控制，符合外部电阻侦测的设定LED电流，不过，这使得设计人员无法将电池的电量全部用来发挥最高的光度通量。外部侦测电阻的功率耗损相当高，即使是对于持续影片照明需求所驱动的低电流，也能够调整功率耗损而达到可用的电压。另一方面，如果增加电流，侦测电阻的电压降幅会增加，而导致大量功率耗损。此外，绝佳额定功率的高精度电阻相当昂贵，会使得解决方案的尺寸加大，而且每个LED通道都需要一个电阻。
因此，较理想的解决方案，是LED驱动器中整合的主动式电流汲入或来源，如图3所示。内部侦测电阻可依据LED电流加以调整，以降低电压降幅，及最终的功率耗损。对于低LED电流的情况，可维持降幅幅度，以达到准确的侦测信号的功能。
电流汲入不仅会侦测LED电流，而且可大幅调整电阻，以调节LED电流。汲入的最终电压降幅，会成为大幅调整步升转换器输出电压的信息，使功率耗损保持在任何电流程度均可接受的最低限度。
图4显示使用1Ω电阻侦测电流，与使用调整为400mV漏失的主动式侦测两者的比较。由于功率耗损减少，因此主动式侦测有助于提升系统效率。
将电池的电量全部用来发挥最高的光度通量
以往RF PA从移动电话电池汲取最高的脉；中电流量。随着高阶移动电话的改变，处理器供电与闪光LED供电汲取最高的电流量。例如，如果驱动1.5A的LED电流，从电池汲取的电流，会因为降压转换器的电压比例而升高至3A。如此高的电流会使得电池电压大幅下降。欠压阈值侦测机制能够防止系统在这类情况下故障。如果电池电压不足时触发闪光，最不理想的情况就是使移动电话完全关闭。常用的解决方案，是在电池电压不足的情况下，将相机软件的闪光关闭，但会造成无法使用闪光的功能。PMI提供的缓慢电池电压信息更新频率、电池温度与老化现象，以及其它不确定的因素，都会导致许多安全问题。
如果闪光驱动器本身能够避免电池电压过度下降，就能够减少这些安全问题。在控制范围内的回转率，提供LED电流并持续监测提高时的电池电压，即可避免电池电压过度下降。
Tl提供可监测电池电压的闪光驱动器技术。为了达到平顺的LED电流波形，避免过度的电池电压降幅，闪光驱动器会主动控制LED电流升高／降低顺序。在升高阶段期间(步升斜率为25mA／12μs)，输入电压受到监测。如果输入电压低于设定的阈值，装置会同时停止增加LED电流，以达到设定的阈值，并且将闪光电流维持在实际的程度，如图5所示。
最后，安全问题就能够减少，而且手机装置可以安全关闭。电池周期的不可逆电池(irreversible battery)电压降幅即可避免，并且增加整体的电池导通时间。
安全的系统整合
驱动高脉；中电流时，重点在于安全且不产生失效的运作状态。移动电话制造商需要的是紧密无缝(seamless)的系统整合解决方案，因此，这需要超越标准安全运作功能的功能集，例如，电感电流限制、欠压防护等。TPS61310闪光LED驱动器，已具备如此高规格运作的功能集。
LED失效侦测
短路的LED必须加以侦测，才能避免在生产制程中与操作时发生危险。侦测这类情况的其中一种方法，是使数mA电流顺向流动。由于这个电流会以低照明度范围测试LED，因此使用者不会感觉任何照明度，不过这个概念有缺点：低照明度范围通常未经过LED制造商测试，不同LED类型之间有极大的差异，即使是生产制造时，制程略微不同的单一LED类型也是如此，这会使得短路的LED侦测不正确，或导致假性错误侦测。TPS61 310采用不同的运作方式。如果LED运作时发生短路情况，低位电流汲入LEDl、LED2、LED3会分别按照视讯照明模式，或闪光模式的设定限制输出电流上限来增加输入电阻，以避免汲取过多电流。此外，装置会受到监测，并且透过I2C接口，在生产制造过程中，向测试设备反映短路的LED状态，或在运作时向相机引擎反映短路的LED状态。开放回路情况也会以类似的方式加以侦测。
过热侦测
极具吸引力的移动电话产品设计，有时候不一定是最佳的散热设计。高功率闪光LED能够进行有限脉冲处理。如果移动电话暴露于高温环境，或者先前的闪光造成LED温度升高，电容热阻抗可能不足以处理LED功率耗损，最终导致温度超过85℃时，不可逆的光度通量效率减低、使用时间缩短或甚至电力中断。为了使散热及极具吸引力的功能设计需求能趋于一致，TPS6131O透过NTC电阻侦测来测量LED温度。如果超过危险温度，软件便会降低LED开关时间的脉冲比例，以便LED能够在每次闪光之间降温。这项功能也可做为防止手指灼热的防护措施。
TPS61310晶粒温度也会受到监测。除了标准过热关机功能之外，TPS61310也具备相机引擎的预警功能，能够避免不慎触发，使装置降温的过热关机功能。
TPs61310影片照明／闪光驱动器
TPS61310能够驱动一个到三个达到1.5A的闪光LED应用。电池电压监测、节能运作功能、可靠LED短路侦测等专属功能，使得此款装置成为闪光驱动及影片照明的便捷整合解决方案。透过高速I2CI／F的设定，此款装置可达到跨平台设计的最高弹性。另外，专用的逻辑输入也可用于零延迟触发。采用2mm2x2mm2芯片级封装，不需要透过外部组件设定电流及闪光启动时间，因此解决方案的尺寸相当小。