CN102420888A - 一种手机的恒压式闪光灯驱动电路及其驱动闪光灯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手机的恒压式闪光灯驱动电路及其驱动闪光灯的方法，其驱动电路包括驱动芯片、限流电阻、第一电容、闪光灯和微处理器；驱动芯片的输出端口通过限流电阻与微处理器的采样端口连接，闪光灯的正极分别与微处理器的采样端口和限流电阻连接，负极接地；驱动芯片的控制端口与微处理器的控制端口连接，驱动芯片的输入端口连接供电电源，第一电容串接在驱动芯片的C+端口和C-端口之间；微处理器用于对闪光灯的电压进行采样，并根据采样电压输出高电平或者输出相应频率的PWM信号，控制闪光灯的电流小于等于闪光灯的最大导通电流，解决了现有闪光灯驱动电路由于闪光灯的前向导通电压的差异而导致不同的手机的闪光灯电流不一致的问题。

Description

一种手机的恒压式闪光灯驱动电路及其驱动闪光灯的方法
技术领域
本发明涉及对恒压式闪光灯的驱动电流的控制，特别涉及一种手机的恒压式闪光灯驱动电路及其驱动闪光灯的方法。
背景技术
闪光灯在手机中的应用越来越广泛，它可以作为一个补光设备保证用户在昏暗的情况下拍摄画面清晰明亮，也可以当作照明设备来使用。手机中的闪光灯电路一般包括恒流式驱动电路和恒压式驱动电路。由于恒压式驱动电路的价格低、电路简单等优势，被广泛使用在低成本的手机中。
请参阅图1，其为现有技术恒压式闪光灯的驱动电路图，从该电路图可以得知，当闪光灯的工作时，闪光灯电流ILED为：                                                
Figure 2011103899684100002DEST_PATH_IMAGE001
。
在实际使用过程中，由于不同批次的闪光灯的前向导通电压不一样，以HARVATEK公司的SP-T352718W闪光灯为例，当闪光灯工作时，其前向导通电压VLED为2.9-3.9V，导通电流ILED的最大电流为90mA。
为保证导通电流ILED的最大电流不超过90mA，目前一般只能取VLED的最小值2.9V来选择限流电阻R11，根据上述公式变形可得：
Figure 2011103899684100002DEST_PATH_IMAGE002
由于23.3ohm为非标准电阻，所以选择限流电阻R11=24ohm，再代入上述公式可得：当闪光灯的前向导通电压VLED为2.9V时，ILED_MAX=87.5mA，当闪光灯的前向导通电压VLED为3.9V时，ILED_MIN=45.8mA。由于闪光灯的前向导通电压的差异，在最差的情况下会导致不同的手机的闪光灯电流差为：ILED_MAX-ILED_MIN=41.7mA。
因此，现有的恒压式闪光灯驱动电路，由于闪光灯的前向导通电压VLED的差异会导致不同的手机的闪光灯电流不一致，以上述的恒压式闪灯光驱动电路为例，不同手机的闪光灯电流差高达41.7mA。而最小闪光灯电流ILED_MIN只有45.8mA，无法满足在昏暗情况下的拍摄画面清晰明亮的需求。可见，现有的恒压式闪光灯驱动电路，由于闪光灯的前向导通电压VLED的差异会导致不同的手机的闪光灯电流有很大的差异，不符合手机在低照度情况下的拍照要求。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种手机的恒压式闪光灯驱动电路及其驱动闪光灯的方法，能根据前向导通电压的不同输出相应的控制信号，使闪光灯的电流小于等于闪光灯的最大导通电流。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种手机的恒压式闪光灯驱动电路，其包括驱动芯片、限流电阻、第一电容、闪光灯和微处理器；所述驱动芯片的VOUT端口通过所述限流电阻与微处理器的ADC采样端口连接，所述闪光灯的正极分别与所述微处理器的ADC采样端口和限流电阻连接，负极接地；所述驱动芯片的SHND端口与微处理器的控制端口连接，驱动芯片的VIN端口连接供电电源，所述第一电容串接在驱动芯片的C+端口和C-端口之间；所述微处理器用于对所述闪光灯的电压进行采样，并根据采样电压输出高电平或者输出相应频率的PWM信号，控制闪光灯的电流小于等于闪光灯的最大导通电流。
上述的手机的恒压式闪光灯驱动电路中，所述闪光灯的最大导通电流为90mA。
上述的手机的恒压式闪光灯驱动电路中，所述微处理器用于根据所述采样电压计算得出采样电流；当采样电流大于闪光灯的最大导通电流时，所述微处理器输出PWM信号控制所述驱动芯片，当采样电流小于闪光灯的最大导通电流时，所述微处理器输出高电平控制所述驱动芯片。
上述的手机的恒压式闪光灯驱动电路中，还包括第二电容，所述第二电容的一端连接驱动芯片的VOUT端口，另一端接地。
上述的手机的恒压式闪光灯驱动电路中，还包括第三电容，所述第三电容的一端连接驱动芯片的VIN端口，另一端接地。
一种手机的恒压式闪光灯驱动电路及其驱动闪光灯的方法驱动闪光灯的方法，其包括：
开启恒压式闪光灯电路；
通过微处理器对驱动芯片的输出电压进行采样；
根据采样电压输出高电平或者输出相应频率的PWM信号，控制闪光灯的电流小于等于闪光灯的最大导通电流。
上述的驱动闪光灯的方法中，所述闪光灯的最大导通电流为90mA。
上述的驱动闪光灯的方法中，所述微处理器根据所述采样电压计算得出采样电流；当采样电流大于闪光灯的最大导通电流时，所述微处理器输出PWM信号控制所述驱动芯片，当采样电流小于闪光灯的最大导通电流时，所述微处理器输出高电平控制所述驱动芯片。
上述的驱动闪光灯的方法中，当采样电压大于3.8V时，所述微处理器输出高电平控制所述驱动芯片，当采样电压小于3.8V时，所述微处理器输出相应频率的PWM信号控制所述驱动芯片控制驱动芯片。
相较于现有技术，本发明提供的一种手机的恒压式闪光灯驱动电路及其驱动闪光灯的方法通过微处理器对闪光灯的电压进行采样，并根据采样电压值输出高电平或者输出相应频率的PWM信号，控制闪光灯的电流在小于等于闪光灯的最大导通电流，从而解决了现有的恒压式闪光灯驱动电路由于闪光灯的前向导通电压VLED的差异而导致不同的手机的闪光灯电流不一致，无法在低照度下环境满足闪光的问题。
附图说明
图1为现有技术恒压式闪光灯的驱动电路原理图。
图2为本发明恒压式闪光灯的驱动电路原理图。
图3为现有技术使用高电平控制闪光灯的电压波测试形图。
图4为本发明采用100Hz的PWM控制信号控制灯光灯的电压测试波形图。
图5为本发明采用10KHz的PWM控制信号控制灯光灯的电压波测试形图。
图6为本发明采用100KHz的PWM控制信号控制灯光灯的电压测试波形图。
图7为本发明闪光灯电压与PWM信号的关系图。
具体实施方式
本发明提供一种手机的恒压式闪光灯驱动电路及其驱动闪光灯的方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图2，本发明实施例提供的手机的恒压式闪光灯驱动电路包括驱动芯片U1、限流电阻R1、第一电容C1、闪光灯D1和微处理器U2。所述驱动芯片U1的VOUT端口（输出端口）通过所述限流电阻R1与微处理器U2的ADC采样端口连接，所述闪光灯D1的正极分别与所述微处理器U2的ADC采样端口和限流电阻R1连接，负极接地。所述驱动芯片U1的SHND端口（控制端口）与微处理器U2的控制端口连接，驱动芯片U1的VIN端口（输入端口）连接供电电源，所述第一电容C1串接在驱动芯片U1的C+端口和C-端口之间；所述微处理器U2用于对所述闪光灯D1的电压进行采样，并根据采样电压输出高电平或者输出相应频率的PWM信号，控制闪光灯D1的电流小于等于闪光灯的最大导通电流。
本发明提供的手机的恒压式闪光灯D1驱动电路还包括第二电容C2和第三电容C3，所述第二电容C2的一端连接驱动芯片U1的VOUT端口，另一端接地；所述第三电容C3的一端连接驱动芯片U1的VIN端口，另一端接地。
本发明实施例中，所述闪光灯D1的最大导通电流为90mA，所述的微处理器U2用于根据所述采样电压计算得出采样电流；当采样电流大于闪光灯D1的最大导通电流时，所述微处理器U2输出PWM信号控制所述驱动芯片U1的控制端口，从而控制所述闪光灯的电流，当采样电流小于闪光灯D1的最大导通电流时，所述微处理器U2输出高电平控制所述驱动芯片U1的控制端口，从而控制所述闪光灯的电流。
本发明实施例中，所述驱动芯片U1采用型号为SGM3110的集成芯片，其通过VIN端口连接2.7-5.0V的电源给芯片供电，所述第一电容C1为驱动芯片U1的泵送电容，该第一电容C1串接在驱动芯片U1的C+端口和C-端口之间，驱动芯片U1的VOUT端口一般输出5V的电压，其通过电阻与微处理器U2的ADC采样端口端连接，驱动芯片U1的GND端口接地，SHND端口与微处理器U2的控制端连接，该SHND端口为驱动芯片U1的控制引脚，当微处理器U2输出低电平时，驱动芯片U1关闭，此时VOUT端口输出0V电压，闪光灯D1不工作；当微处理器U2输出高电平时，驱动芯片U1工作，此时VOUT端口输出5V电压，闪光灯D1工作；当微处理器U2输出为PWM信号时，驱动芯片U1工作，此时VOUT端口输出5V电压，闪光灯D1工作。本实施例中，所述第二电容C2和第三电容C3均为稳压电容，所述限流电阻R1，用来控制闪光灯D1的工作电流。
本发明仍以HARVATEK公司的SP-T352718W闪光灯D1为应用实施例，本发明需重新选择限流电阻R1。同样取闪光灯的前向导通电压VLED的最大值3.9V和闪光灯D1的最大导通电流ILED为90mA来选择限流电阻R1，根据
Figure 2011103899684100002DEST_PATH_IMAGE003
变形可得：
Figure 2011103899684100002DEST_PATH_IMAGE004
由于12.2ohm为非标准电阻，所以本实施例取限流电阻R1的值为13ohm，从而可以得出：当闪光灯D1的前向导通电压VLED为2.9V时，ILED_MAX=161.5mA；当闪光灯D1的前向导通电压VLED为3.9V时，ILED_MIN=84.6mA。
由于导通电压为2.9V时，闪光灯D1的电流为161.5mA，大于闪光灯D1的最大导通电流90mA。本发明采用PWM信号来控制驱动芯片U1的SHDN端口，从而控制VOUT端口的输出能力，最终使闪光灯D1的电流维持在最大导通电流90mA范围内。
在具体实施过程中，PWM信号的频率对驱动芯片VOUT输出的电压也存在影响。从图3、图4、图5和图6电压波形的对比可以看出，当VOUT端口采用高电平时，VOUT端口的输出能力最大，采用PWM信号时，PWM信号的频率越高，VOUT端口的输出越小，当PWM的频率达到100KHz以上时，VOUT输出为0V。
本发明实施例中，所述微处理器中存储有闪光灯电流与PWM信号的关系，其关系图如图7所示。其中，闪光灯电流与PWM信号的关系通过查找SGM3110芯片的相关资料得出，也可在2.9V-3.9V之间取多个点，并相应频率的PWM信号测试得出。
当闪光灯的前向导通电压VLED为2.9V时，闪光灯电流ILED=161.5mA。由于此时的电流大于闪光灯的最大导通电流90mA，本实施例采用频率为5000Hz的PWM信号来控制VOUT端口的输出，此时可测试闪光灯的电流ILED为88.2mA，其小于闪光灯的最大导通电流ILED为90mA，满足要求。
当闪光灯的前向导通电压VLED为3.9V时，闪光灯电流ILED=84.6mA。由于此时的电流小于闪光灯的最大导通电流90mA，本发明只需采用高电平来控制驱动芯片的SHDN端口即可。
从图7表示的闪光灯电压与PWM信号的关系图，根据图中的关系可知，即使不同手机的闪光灯的前向导通电压不一致，本发明都可以根据微处理器的采样电压，通过查找图中的关系来设置相应的PWM信号的频率，使得闪光灯的电流控制在85-90mA内，当闪光灯的前向导通电压为3.8V-3.9V时，微处理器输出高电平控制驱动芯片的SHDN端口，此时PWM信号为0Hz，当闪光灯的前向导通电压小于3.8V时，微处理器输出相应频率的PWM信号来控制驱动芯片的SHDN端口，从而解决了现有的恒压式闪光灯驱动电路由于闪光灯的前向导通电压VLED的差异而导致不同的手机的闪光灯电流不一致的问题。
基于上述的驱动电路，本发明实施例相应提供一种采用上述的手机的恒压式闪光灯驱动电路驱动闪光灯的方法，其包括：
S11、开启恒压式闪光灯电路；
S12、通过微处理器对驱动芯片的输出电压进行采样；
S13、根据采样电压输出高电平或者输出相应频率的PWM信号，控制闪光灯的电流小于等于闪光灯的最大导通电流。
本发明实施例中，所述闪光灯的最大导通电流为90mA。所述微处理器在控制闪光灯的电流时，先根据所述采样电压计算得出采样电流；然后将采样电流与最大导通电流相比较输出相应的控制信号；当采样电流大于闪光灯的最大导通电流时，所述微处理器输出PWM信号控制所述驱动芯片，当采样电流小于闪光灯的最大导通电流时，所述微处理器输出高电平控制所述驱动芯片。
在其它实施例中，还可以通过在微处理器中存储采样电压与PWM信号的对应关系（如图7所示）来实现对闪光灯的控制。并且当采样电压大于3.8V时，所述微处理器输出高电平控制所述驱动芯片，当采样电压小于3.8V时，所述微处理器输出相应频率的PWM信号控制所述驱动芯片控制驱动芯片。
综上所述，本发明提供的一种手机的恒压式闪光灯驱动电路及其驱动闪光灯的方法通过微处理器对闪光灯的电压进行采样，并根据采样电压值输出高电平或者输出相应频率的PWM信号，控制闪光灯的电流在小于等于闪光灯的最大导通电流，从而解决了现有的恒压式闪光灯驱动电路由于闪光灯的前向导通电压VLED的差异而导致不同的手机的闪光灯电流不一致，无法在低照度下环境满足闪光的问题，使得闪光灯的电流在85mA-90mA，从而使手机能拍摄清楚的图像。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种手机的恒压式闪光灯驱动电路，其特征在于，包括驱动芯片、限流电阻、第一电容、闪光灯和微处理器；所述驱动芯片的VOUT端口通过所述限流电阻与微处理器的ADC采样端口连接，所述闪光灯的正极分别与所述微处理器的ADC采样端口和限流电阻连接，负极接地；所述驱动芯片的SHND端口与微处理器的控制端口连接，驱动芯片的VIN端口连接供电电源，所述第一电容串接在驱动芯片的C+端口和C-端口之间；所述微处理器用于对所述闪光灯的电压进行采样，并根据采样电压输出高电平或者输出相应频率的PWM信号，控制闪光灯的电流小于等于闪光灯的最大导通电流。
2.根据权利要求1所述的手机的恒压式闪光灯驱动电路，其特征在于，所述闪光灯的最大导通电流为90mA。
3.根据权利要求2所述的手机的恒压式闪光灯驱动电路，其特征在于，所述微处理器用于根据所述采样电压计算得出采样电流；当采样电流大于闪光灯的最大导通电流时，所述微处理器输出PWM信号控制所述驱动芯片，当采样电流小于闪光灯的最大导通电流时，所述微处理器输出高电平控制所述驱动芯片。
4.根据权利要求1所述的手机的恒压式闪光灯驱动电路，其特征在于，还包括第二电容，所述第二电容的一端连接驱动芯片的VOUT端口，另一端接地。
5.根据权利要求1所述的手机的恒压式闪光灯驱动电路，其特征在于，还包括第三电容，所述第三电容的一端连接驱动芯片的VIN端口，另一端接地。
6.一种采用权利要求1所述的手机的恒压式闪光灯驱动电路驱动闪光灯的方法，其特征在于，所述的方法包括：
开启恒压式闪光灯电路；
通过微处理器对驱动芯片的输出电压进行采样；
根据采样电压输出高电平或者输出相应频率的PWM信号，控制闪光灯的电流小于等于闪光灯的最大导通电流。
7.根据权利要求6所述的驱动闪光灯的方法，其特征在于，所述闪光灯的最大导通电流为90mA。
8.根据权利要求7所述的驱动闪光灯的方法，其特征在于，所述微处理器根据所述采样电压计算得出采样电流；当采样电流大于闪光灯的最大导通电流时，所述微处理器输出PWM信号控制所述驱动芯片，当采样电流小于闪光灯的最大导通电流时，所述微处理器输出高电平控制所述驱动芯片。
9.根据权利要求7所述的驱动闪光灯的方法，其特征在于，当采样电压大于3.8V时，所述微处理器输出高电平控制所述驱动芯片，当采样电压小于3.8V时，所述微处理器输出相应频率的PWM信号控制所述驱动芯片控制驱动芯片。
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