【技術(shù)帖】艾為閃光燈驅(qū)動方案！

隨著5G時代到來，智能手機、平板電腦已是老百姓的日常必備掌中寶，強大的功能極大地方便了人們的生活和交互。其中，拍照功能必不可少，該功能也是各大手機廠商競相追逐的PK項。后置四攝、一億相素、大光圈、逆光拍照、微云臺、全景微距、OIS防抖、柔光自拍、照亮你的美......這些宣傳關(guān)鍵字大家已經(jīng)都耳熟能詳?？墒怯卸嗌偃酥酪粡埡谜掌澈蟮墓Τ寄?？本篇，小為為你揭秘！

閃光燈

要實現(xiàn)好的拍攝效果，除了要有強大的SENSOR和算法外，還需要一個最佳配角——閃光燈。后攝雙色溫閃光燈、前置補光燈......正是有了它們的加持，才會實現(xiàn)更好的光影效果，才能在伸手不見五指的黑夜照亮你的美。

VF一般要以IF在某個電流條件下來界定，如圖該燈VF@IF參數(shù)：3.13V@1A。燈的VF一般分BIN，根據(jù)不同的BIN等級代表不同的VF范圍，如下圖：

閃光燈驅(qū)動IC

閃光燈選定之后，需要選擇與之匹配的閃光燈驅(qū)動IC，主流的閃光燈驅(qū)動IC按升壓方式分為兩種：Charge Pump(電容電荷泵升壓)、Boost（電感升壓）。

為什么閃光燈驅(qū)動IC需要升壓呢？其實這是因為閃光燈電流通常在1A以上，在1A的IF下，燈的VF一般達到3.4V以上，加之鋰電池電壓通常可低至3.4V以及閃光燈驅(qū)動內(nèi)部開關(guān)管及電流源的壓降，直驅(qū)時無法達到理想的1A狀態(tài)，所以在VIN較低時就需要升壓電路將燈陽極電壓提高。

艾為兩種閃光燈驅(qū)動外圍電路比較（AW3641E & AW3644）：

優(yōu)劣勢對比如下：

從上表可以看出：

驅(qū)動電流方面，BOOST可以到1.5A甚至2A，而Charge Pump型一般只能做到1A以下。效率方面，Boost型也是明顯高于Charge Pump型。

除了驅(qū)動能力強之外，對電流的控制能力也是Boost明顯占優(yōu)。由于Boost型是I2C控制，可以根據(jù)環(huán)境光強隨時控制改變閃光電流大小，AW3644最低檔可以低至11.35mA@Flash mode，128級的調(diào)光等級，每級11.72mA的調(diào)光步進更能適應(yīng)各種亮度環(huán)境下的拍攝。

Boost型閃光燈驅(qū)動優(yōu)勢?以AW3644為例

關(guān)鍵PIN腳介紹：

·HWEN：硬件使能腳，GPIO控制，關(guān)斷狀態(tài)功耗低至小于0.1uA；

·TORCH/TEMP：硬件手電筒使能腳與NTC復(fù)用引腳，GPIO控制，當(dāng)內(nèi)部使能寄存器打開時進入手電筒模式; 當(dāng)用于TEMP模式時，通過內(nèi)部電流型NTC來檢測，當(dāng)超出閥值時則進入STANBY;不使用該功能時可以NC；

·STROBE：硬件閃光使能腳，引腳可接GPIO或者PWM口，通常用于IR模式。IR模式時寄存器使能STROBE TYPE并配置到IR模式，通過外部PWM口信號實現(xiàn)連續(xù)閃光，IR模式下仍然遵循FLASH電流和TIME OUT保護時間配置；

·TX：射頻信號同步腳。使用該功能時，當(dāng)射頻處于工作時隙，閃光燈驅(qū)動會自動降低閃光電流至TORCH電流，以防止系統(tǒng)過載拉跨系統(tǒng)電源，當(dāng)TX信號 回歸低電平時，電流自動回歸到FLASH電流。不使用TX功能時，可以直接NC。

閃光燈驅(qū)動模式控制：

☆FLASH：閃光燈模式，關(guān)鍵配置項：閃光電流、閃光保護時間、LED使能、FSW（2M/4M）、限流保護（1.9A/2.8A）、IVFM、UVLO

☆TORCH：手電筒模式，關(guān)鍵配置項：TORCH電流、TORCH RAMP、LED使能

☆IR：紅外模式，關(guān)鍵配置項：STROBE使能、STROBE觸發(fā)方式、FLASH電流、LED使能、PWM頻率、PWM占空比

☆STANDBY：待機模式

功能框圖：

④ 當(dāng)OUT的電壓上升到Vin，Boost的上管PMOS由電流源方式切換為開關(guān)常開狀態(tài)，即pass mode;

AW3644除了可以用于閃光、手電筒場景，還能用于紅外燈驅(qū)動、IR眼動識別，驅(qū)動VCSEL測距等功能，可廣泛用于ARVR、門鎖、掃地機器人等市場領(lǐng)域。

☆控制簡單，只需要GPIO控制就可以進入TORCH模式或FLASH模式；

☆ 選型電流要求不高，支持1A以內(nèi)的閃光燈，控制簡單，成本較低；

☆同時集成一線脈沖控制功能，通過不同的上升沿脈沖個數(shù)進入不同的電流檔位以及有Timeout時間兩檔可調(diào)（220ms/1.2s），相較市面其他Charg Pump型（不能配置電流檔位），這是非常大的優(yōu)勢；

☆ EN高，F(xiàn)LASH高，F(xiàn)lash模式 EN高，F(xiàn)LASH低，Torch模式；

☆電流計算公式：

☆一線脈沖控制，電流8檔可調(diào)，Timeout時間2檔可調(diào)，方便靈活。

FAQ環(huán)節(jié)

A:?因為其是獨立1.5A的驅(qū)動力，2路便接近3A，建議選用Isat>3.5A的電感，2520以上封裝，感值1uH。

A:?可以直接NC。

A:?首先檢查IC各管腳二極管特性是否異常；其次，判斷閃光燈是否有松動造成LED腳開路，可以通過讀取0X0A/0X0B兩個錯誤狀態(tài)寄存器的值來判斷原因；檢查 LED燈珠是否損壞；檢測電感/外圍電容是否異常，可以外圍器件交叉驗證。

A:?一般不需要，因為閃光燈是ms級，雖然存在EMI，但是只在工作的幾百ms內(nèi)，一般不會對板上構(gòu)成影響。Torch模式雖然常亮，但由于電流在300mA左右，不需要升壓即可驅(qū)動，沒有EMI風(fēng)險。

A:?VIN-0.4V-VF是PASS MODE和BOOST MODE的切換電壓點，燈的VF在不同電流下一般落在3.2V-3.8V之間，加上VIN管腳自身的耐壓，所以推薦VIN的電壓3.4V以上，5.5V以下最佳。

A:?由于系統(tǒng)是瞬間大電流，防止電壓DROP過大，一般推薦10uF~100uF之間。

A:?可以并一起。內(nèi)部電流源架構(gòu)，由于1個通道的電流能力是有限的，有時候只有一個LED燈但為了加強驅(qū)動力，是可以并一起的，但對應(yīng)的電流配置時需要配置成LED1=LED2，且ILED=1/2*目標(biāo)電流值。

A:?可以，因為軟件可以配置為不使能。

A:?可以，但要注意限定容值。艾為閃光燈驅(qū)動具有LED短路保護功能，在LED Driver電流開啟后，若LED電壓在256us內(nèi)不能達到0.5V，則認(rèn)為LED短路，典型情況下LED最小的Torch電流5.4mA，如果容值大于2.7uF，可能造成LED短路的判斷；另外，如果在LED端加入電容，相當(dāng)于在環(huán)路上額外加入一個大的極點，對環(huán)路穩(wěn)定性有較大影響，所以不建議加超過10nF以上的電容。

A:?可以結(jié)合實際需要，如果閃光燈的結(jié)構(gòu)密封性不足容易引入靜電，可以并上TVS，建議TVS鉗位電壓低于9V。