如何采用單芯片LM3644 的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)完美的短時(shí)高亮的電流波形

作者：TI 工程師 Eric Xiong

在傳統(tǒng)的消費(fèi)類電子如手機(jī)的閃關(guān)燈的驅(qū)動(dòng)中，LM3644被廣泛使用，其單路獨(dú)立輸出1.5A，多種模式（閃光，照明，紅外模式）可供選擇，可以通過(guò)軟件和I/O獨(dú)立控制。配合相機(jī)使用時(shí)，LM3644可供選擇的持續(xù)時(shí)間為毫秒級(jí)，LM3644可以軟件設(shè)置10ms至400ms. 但是在工業(yè)掃描應(yīng)用中，需要使用短時(shí)高亮的閃光配合掃描傳感器以達(dá)到掃描速度和性能，其時(shí)序時(shí)間可以低至100us, 幅度可以達(dá)到1A。

為了達(dá)到完美的電流波形，傳統(tǒng)的電路都是采用分立的電路方案（升壓電路+大電容緩沖+運(yùn)放恒流）來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這會(huì)大大增加PCB面積，電路的成本以及控制方式也十分不靈活。

本文介紹如何采用單芯片LM3644 的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)完美的短時(shí)高亮的電流波形。

1.采用紅外模式加速電流上升速度

傳統(tǒng)的閃光模式，電流都是緩慢上升至目標(biāo)值，這個(gè)時(shí)間大概為800us/0.5A階躍，是不能變化的。

圖1 傳統(tǒng)閃光模式

而采用紅外模式，電流是直接變化至目標(biāo)值。圖2是采用IR模式下能能達(dá)到的目標(biāo)波形圖，圖3是具體的寄存器配置。

圖2 紅外模式（0.75A in 100us/ 16ms 周期）

圖三 詳細(xì)寄存器配置

2. 采用旁路模式減小升壓電路的響應(yīng)時(shí)間

工業(yè)設(shè)備常常采用電池設(shè)備供電，而且電池電壓可能用至更低的電壓如3.7V（4.2V電池），當(dāng)VLED=3.4V時(shí)，此時(shí)VOUT=VLED+VHR 可能大于VIN，芯片工作在升壓模式下。而在正常4.2V至3.7V時(shí)，芯片都是在旁路mode下。

圖四 不同電壓和模式下電流波形

表1 不同模式和VIN的上升時(shí)間

所以建議在電池供電時(shí)，建議采用旁路的IR模式來(lái)保證完美的電流波形，即使這會(huì)犧牲一點(diǎn)點(diǎn)電流的精度。

3.采用合適的輸入電容和輸出電容來(lái)減小輸入跌落

傳統(tǒng)的電路中，常常使用300uF左右的緩沖電容來(lái)提供閃光瞬間的短時(shí)的高亮電流。LM3644也需要此來(lái)減小輸入端電壓的跌落，防止觸發(fā)系統(tǒng)欠壓保護(hù)。但需要兼顧輸入Inrush和電路的穩(wěn)定性。增加輸出電容有利于更快速提供LED電流，減小跌落，但過(guò)大會(huì)導(dǎo)致芯片上電啟動(dòng)短路保護(hù)，不易過(guò)大。增加輸入電容也可以減小跌落，但會(huì)增加上電的浪涌電流，所以需要綜合平衡考慮，實(shí)驗(yàn)測(cè)試CIN=220uF; COUT=100uF的效果頗佳，可以大大減小輸入電壓跌落。

圖五 實(shí)際測(cè)試電路

圖六 無(wú)匹配電容時(shí)VIN 跌落0.52V 圖七 有匹配電容時(shí)VIN 跌落 0.12V

4. 綜述

LM364x 可以很好的實(shí)現(xiàn)快速高亮電流驅(qū)動(dòng)，配合IR 和Pass模式可以獲得很好的電流波形, 同時(shí)采用分配緩沖電容的方式有效降低輸入電壓跌落。

審核編輯：何安