基于CP2130的小电流闪光灯驱动方案

　CP2130特别设计的电流驱动结构同时可以满足小电流闪光灯的驱动需求。其可以保证提供持续输出150mA，峰值输出300mA的驱动能力，满足了目前大部分手机、MP4、PDA等产品的小电流闪光灯的驱动需求。典型应用图见图4。

图4 CP2130小电流闪光灯驱动方案

　　在图4方案中，EN信号作为芯片使能。当EN为低电平时，芯片进入Shutdown模式，漏电流极低。当EN为高电平时，芯片处于工作状态。GPIO-FLASH用于Torch和Flash模式的选择切换。

　　当GPIO_FLASH设定为高阻态（或者设定为输入端口时），ISET端电阻仅为RSET，此时设定在较小的驱动电流上，芯片工作在Torch模式。而当GPIO_FLASH输出低电平时，ISET端等效电阻为RADJ和RSET两电阻的并联，等效电阻值变小，此时设定在较大的驱动电流上，芯片进入Flash模式。可见，使用GPIO_FLASH的IO信号可方便的在Torch模式和Flash模式之间切换。

　　以80mA @ Torch，250mA @ Flash的典型应用为例，两电阻可按如下规则选择：当输出80mA时，5个输出并接，相当于每路输出16mA，通过公式1易得RSET为10KΩ； 当需要输出250mA时，相当于每路输出50mA，通过公式1易得等效RSET为3.1KΩ（实际RSET与RADJ的并联值）；此时，可推算出RADJ约4.5KΩ，取邻近的标称电阻即可。

　　也可以将GPIO_FLASH直接输出高电平来进入Torch模式，输出低电平进入Flash模式。此时IO控制比较简单，但要通过公式2来计算RSET与RADJ的电阻值，相对复杂一些。

　　公式1和公式2中RSET为ISET引脚端对地等效电阻值，ILED为设定的CP2130每路输出电流值。公式2中各电阻的单位为KΩ，VIO为GPIO_FLASH的IO电压，单位为V，如低电平为0V，高电平为2.8V。

　　需要指出的是，用于控制模式切换的GPIO端口内部应没有上拉或下拉电阻，否则会造成实际电流与按上述公式计算电流的偏差。用户可以选择没有上拉或下拉电阻的端口，或者选用可以将上拉或下拉电阻关闭的端口来进行模式切换。

　　比较图4中的CP2130驱动方案和图2中的传统的解决方案，容易看出：

　　A CP2130是自适应模式切换的电荷泵，是电流输出型器件，平均效率高。

　　B CP2130外围仅需几个0402封装的普通电阻电容来设定和调节闪光灯电流，方案板上面积小，实现成本低。

　　4 实际应用的问题

　　实际应用中闪光灯组件及其聚光镜的安放对亮度和效果有一定影响，应该综合厂家的建议和产品结构外形，合理设计。同时应注意应用场合的实际散热情况，散热不良将导致闪光灯温度过高，影响寿命。通常应对整机产品进行老化试验，测试闪光灯在闪光持续时间较长（比如200～300ms）时，连续工作（比如闪烁5千次，1万次）情况下是否安全。

　　另外了解到在有些产品中，将闪光灯通过MOSFET负载开关直接连接在电池上，从锂电池上直接取电来驱动闪光灯。这种方式是很不可取的。由于锂电池电压变化范围很大，这将导致闪光灯亮度差异严重，在电池电压较低时，闪光亮度急剧退化。而在电池电压较高时，效率低，特别浪费电能。因此，一定要选用一块闪光灯驱动芯片来管理闪光灯。

　　5 结语

　　CP2130作为一款并联LED驱动芯片，不仅能胜任背光驱动，更能满足小电流闪光灯的应用需求，电路实现简单，板上面积小，成本低，相比传统的恒压输出驱动解决方案有很大优势，特别适用作手持设备的小电流闪光灯驱动。

　1 小电流闪光灯的驱动要求

　　鉴于种种原因，市场上大部分手机、MP4、PDA等产品中的闪光灯是用低亮度、低成本的LED来实现。这类闪光灯内部通常是由几个白光LED灯芯组成，有的直接在内部并接或串接，只提供2个连接引脚；有的提供6个引脚让用户在外部自由配置成串联或并联形式。由于串联连接闪光灯需要基于电感的Boost升压芯片来驱动，电感体积过大以及EMI干扰较严重使其很难在手持设备中使用，故目前手持设备应用中大多使用并联连接的闪光灯。

图1 几种典型的闪光灯管芯连接方式

　　受制于目前LED的工艺水平和价格，手持设备应用中的闪光灯通常只允许每颗30mA左右的持续电流和不超过100mA的峰值电流（厂家对峰值电流的持续时间和频率有严格要求）。由于通过电流较小，闪光时亮度较低（约为5000mcd），这显然达不到专业相机闪光灯（多采用氙气灯）的要求，但因为LED闪光灯成本低，实现简单，目前仍然是手持设备的主要选择。

实现闪光灯功能，需要添加一片闪光灯驱动芯片。不仅要求其能将灯点亮，还要能灵活地设定工作电流，同时又要能在Torch模式或Flash模式中方便切换。工作在Torch模式时，闪光灯持续发光，用作手电筒照明或拍摄短片时背景照明，也可用作黑暗环境下拍照前的预闪。而工作在Flash模式时