智能型DC-DC轉換器驅動(dòng)大功率白光LED閃光燈
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![]() 可攜式裝置的功能整合,例如結合PDA與移動(dòng)電話(huà)等等功能,是當前正在發(fā)生的最新趨勢。時(shí)至今日,若無(wú)法為原本僅能用于接收及發(fā)話(huà)的移動(dòng)電話(huà)以及一些「史前時(shí)代」的終端裝置添加新功能的話(huà),則整合將是非常難以達成的目標。這包括MP3/MP4播放器;有線(xiàn)(USB與USB-OTG);紅外線(xiàn)(IrDA)、藍芽、Wi-Fi、GPS等無(wú)線(xiàn)連接;以及最近熱門(mén)的數字視頻廣播等,都是最新的行動(dòng)電話(huà)所內建的主要、且極具吸引力的功能。 然而,目前每一種最新款的手機,幾乎都已內建了大多數的通用功能,例如可獲取靜態(tài)影像或搭載視訊電話(huà)通話(huà)功能的高品質(zhì)攝影相機模組。過(guò)去,由于相機模組的影像解析度相當低,因此它經(jīng)常被當作簡(jiǎn)單的玩具,但現在,相機模組的精密度大幅提升,在影像解析度上已直逼最先進(jìn)的數字相機。由于相機模組需要能夠在低照明環(huán)境下操作的光源,加上最新的高解析度相機需要更高的流明與亮度,因此,內建的閃光燈功能提供了重要功能,并推動(dòng)了整體相機模組的應用。 早期內建在移動(dòng)電話(huà)中的閃光燈僅僅提供娛樂(lè )型閃光燈功能,因為它們提供的拍攝結果幾乎與沒(méi)有閃光燈相同。為了支援最新的高解析度相機,讓最終產(chǎn)品能吸引并滿(mǎn)足終端用戶(hù)的需求,其照明功能必須獲得更佳的決定性攝影效能。本文接著(zhù)將探討兩種實(shí)現閃光燈的不同方法。 | ||
![]() 目前閃光燈照明共有兩種選擇: (1)閃光燈; (2)LEDs。 (圖一)為一個(gè)閃光燈模型。其燈炮是由一個(gè)充滿(mǎn)氙氣的玻璃外殼構成。當電極被觸發(fā)時(shí),其正極與負極都會(huì )注滿(mǎn)氣體,而非連接到燈泡表面。 |
此閃光燈具備高品質(zhì)影像效能所需的杰出特性。其輸出的光照非常密集,而且很容易擴散到廣大區域中。此外,由于閃光燈的色溫大約為5500~6000°K,這與自然光的溫度非常接近,因此無(wú)需做任何色彩校正。
另一方面,由于輸出的光照牽涉到非常高的能級(energy level),在正極上通常需要數百伏特,因此需要一些時(shí)間來(lái)升高電池電壓,以符合行動(dòng)電話(huà)的供電需求。
連續兩次時(shí)間范圍為1~5秒的閃光功能,所需之標準充電時(shí)間是依照輸入功率、電容值、充電電路特性與所需能源等項目而定。閃光燈的照度可能僅僅是能讓閃光燈成為靜態(tài)影像閃光燈良好解決方案的脈沖,但并不適合視訊應用。
此外,由于氙氣閃光燈管及其附加的驅動(dòng)電路對具有空間限制的行動(dòng)電話(huà)來(lái)說(shuō),是相當占空間的;同時(shí),由于觸發(fā)氙氣需要更高且更危險的電壓,以提供足夠的能源總量來(lái)輸出光照,因此必須使用一個(gè)精確但昂貴的設計,這些因素都限制了閃光燈在移動(dòng)電話(huà)中的應用。
針對上述原因,移動(dòng)電話(huà)制造商逐漸轉向采用白光LED做為閃光燈的光源。
LED可提供連續光照,因此相當適合在低照明條件下做為視頻電話(huà)的閃光燈光源,另外,LED所需的驅動(dòng)電路也相當簡(jiǎn)單,而且較閃光燈泡便宜許多。
入門(mén)級的照相手機解析度通常在次百萬(wàn)(sub-Mega)畫(huà)素范圍內,這些手機通常內建照明能力相對較低的標準白光LED。正因為如此,無(wú)論是串聯(lián)或是并聯(lián)的多個(gè)標準白光LED,都必須提供能獲取影像的最低限度光源,否則所拍攝的影像會(huì )幾乎看不見(jiàn)而無(wú)法使用。
標準的白光LED具備從3.2V~4.5V的標準前向電壓,而驅動(dòng)它們的單一電源通常在充飽電時(shí)電壓范圍會(huì )達到4.2V;而在放電時(shí)則會(huì )降低至2.8V~2.7V的鋰離子電池。
標準的白光LED通常使用步進(jìn)式(升壓)DC-DC轉換器或電荷幫浦(Charge Pump)來(lái)驅動(dòng)。兩種解決方案都必須控制穿過(guò)LED的前向電流,而此一前向電流與照明強度成正比。本文接著(zhù)將同時(shí)探討上述兩種方法。
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