一、 前言 目前市場上的數碼相機和手機相機對于質量要求越來越高,環境亮度不足時需要閃光燈 輔助以改善照相質量。閃光燈是一種在極短的時間內產生極高光波能量的裝置,目前大多使 用氙燈。其觸發方式是利用一個高壓電容器儲存足夠的能量,然后將其能量釋放至燈管,此 能量會在燈管內激發氙氣而發光。 二、 充電電路簡介 觸發閃光燈所需的能量由一個高壓電容(一般約 200V~300V)儲能提供。在手持式產 品中(如:數碼相機、手機),如何將電池能量有效且快速地儲存到高壓電容,取決于充電電 路的設計。早期的充電電路由許多分立電路組合而成,如圖一,這種電路效率較差、所需元 器件數較多,而且占用很大的電路板尺寸,不適合便攜產品的開發。隨著半導體技術的蓬勃 發展,許多廠商推出了將充電電路組件及控制器整合成到一顆芯片的方案,如圖二所示。集 成控制方案有固定頻率、固定導通時間和峰值限流控制方案。在此類應用中,固定頻率控制 效率較低,固定導通時間控制則受限于變壓器一次側的電感值,而電流峰值限制則具有高效、 安全等特點。本文針對峰值電流限制模式進行深入探討。
圖一、傳統閃光燈充電電路 圖二、集成閃光燈充電電路
三、 充電電路分析—以 MAX8622 為例 MAX8622 支持 2 節堿性電池或 1 節鋰電池的應用,并在 IC 內部集成了 MOSFET,利 用峰值電流限制控制方式,電路如圖三所示。此充電架構相當于反激式轉換器,MAX8622 采用逐周期限流方式,可有效抑制輸入浪涌電流,并快速、高效地為輸出電容充電。 圖三電路中,利用變壓器一次側的電感儲能,再將能量傳送到二次側的輸出電容。 MOSFET 導通時,輸入電壓會對電感充電,電感電流上升;一旦電感電流上升至峰值點(由 ISET 設定),將斷開 MOSFET。此時一次側電感上的能量傳遞到輸出電容,當二次側電流 降至幾乎為零時再次導通 MOSFET,如此循環,直至輸出電容電壓達到設定值。圖四與圖 五為不同周期的一次側與二次側電流波形。這類應用中,充電時間是一個非常重要的參數, 以下介紹了該參數的理論推導與分析。
圖三、MAX8622 充電電路
圖四、一次側與二次側電流波形(充電的前幾個周期) 圖五、一次側與二次側電流波形(充電中的幾個周期) (一)輸出電壓與充電時間
定義變壓器匝數比為 N,變壓器一次側電感為 LP ,二次側電感為 Ls = N L當 MOSFET 導通時,
0.png (28.68 KB, 下載次數: 110)
下載附件
2018-11-27 23:18 上傳
(一) 輸入電壓與充電時間之間的關系
假設變壓器一次側電感為 5μH、匝數比為 1:15,峰值電流限制為 1.6A,輸出電 壓由 30V 到 300V,不考慮損失情況下。
利用公式(6)可仿真出輸入電壓與充電時間的關系曲線,如圖五。 圖五、輸入電壓與充電時間曲線圖之仿真結果(無考慮損失) 上述推導都是以理想狀況,沒有考慮損失,若將損失考慮進去,所得之模擬結 果與實際量測結果比較如圖六。
四、 結論
圖六、輸入電壓與充電時間曲線圖仿真結果與實測結果之比較(考慮損失)
本文章針對 MAX8622 峰值電流限制控制方式的閃光燈充電線路做一完整分析與仿真, 推導出的公式有助于我們了解每個參數變化的影響,并可利用所推導的公式得到一些有用的 結果,仿真結果與實際測量結果非常接近。從上述結果可以看出 MAX8622 所采用的控制架
完整的pdf格式文檔51黑下載地址:
數碼相機閃光燈充電電路分析.pdf
(197.38 KB, 下載次數: 34)
2018-11-27 10:43 上傳
點擊文件名下載附件
下載積分: 黑幣 -5
|