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手機數碼相機的低壓閃光燈設計
摘要：本文介紹了手機數碼相機用低壓閃光燈電路設計、主要器件選用要求。關鍵詞：低壓閃光燈FlashLED電荷泵
手機的周邊設計是增加手機附加功能、增加手機的賣點、增加手機的新的利潤主要方法。每年推出的數百種新款手機，無非是增加或改變了手機的外觀形狀和顏色、鍵盤燈和顯示屏的顏色和亮度、聲音重現的方式和質量、鈴聲和弦的變化、附加拍照功能或能上網、接收電視和電臺、MP3播放等等。手機增加數碼相機功能幾乎成了手機新設計方案的必然趨勢，目前市場上的手機數碼相機大多是選用30萬像素VGA格式的CMOS鏡頭，100萬至200萬像素的CMOS鏡頭選用已經成為當前手機設計的主流。為了給手機數碼相機拍照時補光，閃光燈也就成了手機的必需品。
閃光燈是拍照的輔助工具，它是攝影光源的一種，當拍照時，周圍環境的自然光源（日光）或人工光源（燈光等）不足的時候，閃光燈就成了彌補這一不足的機動光源。各種相機內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，經大電容器儲存能量，在需要的瞬間釋放并感應出高壓，激發惰性氣體發出脈沖光源，從而獲得極強的瞬時功率。
以高亮度LED為閃光燈源的低壓閃光燈的出現，給傳統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，FlashLED只需要3.5—4.5V的直流電壓、120-250mA的電流就可使其發出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、數碼相機和手持設備，因此將贏得整個手持影像產品市場的青睞。
FlashLED的選用
LED閃光燈的選用第一要點就是高亮度和能通過大電流，LED發光的亮度與通過電流成正比。用在手機鍵盤的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選用的主要技術參數是：
1）亮度（Iv），目前產品能達到最高亮度大約是7500mcd；
2）脈沖峰值電流（IFP），一般要求100-400mA；
3）封裝，當然是越小越好，一般是5.2X5.2X2.5mm。
隨著LED技術的突飛猛進，用作閃光燈的FlashLED技術參數提高很快，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4顆、3顆，乃至2顆管芯。FlashLED的外形圖如圖1。
實現白光的LED是基于氮化鎵(GaN)藍光LED技術，LED閃光燈目前都是一顆LED閃光燈安裝幾個藍色LED管芯加上黃磷濾色鏡的結構原理來發出白光的，這也是最經濟實用的方案；用一顆RGB（紅綠藍）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，紅綠藍三色要分別調控亮度才能合成白光，使用成本較高，只有在需要調節閃光色溫和多彩的高級方案中才選用。
LED閃光燈內幾顆LED管芯并聯使用，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能提供均衡的光線。
FlashLED的主要技術參數是亮度（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關系見圖4。
表1常用
FlashLED性能表
參數
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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