环球电气之家-午夜精彩视频-中国专业电气电子产品行业服务网站!

產品分類

當前位置: 首頁 > 人物訪談

利用白光LED驅動器實現低成本高效的氙燈閃光燈驅動

發布日期:2022-07-15 點擊率:40

ay: block;">

白光LED驅動器為驅動功率受限的氙燈閃光燈以照亮拍攝現場提供了一種高性價比的選擇。本文描述氙燈的基本概念,并且詳述了一種基于安森美半導體公司NCP5007芯片的典型低功率、低成本閃光燈驅動電路設計。

圖1:(a)氙燈閃光燈擊穿電壓。
(b)基本的氙光閃光燈。

數碼照相機和配有照相功能的手機已經從新產品變成了主流產品,這些產品內部的數字影像傳感器以CCD或CMOS技術為基礎。為了在光線不足的情況下仍能支持影像傳感器,閃光燈電路成了數碼照相機的必要解決方案,在照相手機中越來越常見。滿足閃光燈要求的主要光源是氙燈泡和現在新興的高亮度白光LED。

氙燈的主要優點是閃光脈沖產生的大功率光輸出,而LED方案的優點是尺寸相對小而薄,而且在視頻捕捉中可以導通更長的時間,盡管其光輸出與氙燈相比只是中等。尤其氙燈提供的閃光脈沖非常短,能使照相機捕捉的照片拍成靜止的畫面。它們需要特殊的驅動器產生高壓和大儲能電容來儲存電能。

我們發現,白光LED驅動器為驅動功率受限的氙燈閃光燈以照亮拍攝現場提供了一種高性價比的選擇。本文描述氙燈的基本概念,并且詳述了一種典型的低功率/低成本閃光燈應用。

氙燈概念

氙燈有一個玻璃外殼,每端有一個電極,其中填充了低壓稀有氣體混合物。在穩態中,如圖1所示,電極上的電壓值設為低于觸發電壓。在這點上無電流流過,而且系統保持穩定,直至在第三個電極上施加觸發電壓。對于所考慮的低功率燈而言,這高壓脈沖處于1kV范圍內,它來自帶小磁芯的變壓器,受到電容C2突然放電的觸發(見圖2)。

圖2:演示板原理框圖。(點擊放大圖)

氣體混合物被激發時,等離子體產生閃光。對于消費應用而言,閃光的一般持續時間為2ms。根據相關的閃光燈類型,儲存在電容C1中的能量可以低至1焦耳(小型照相機),也可高達幾千焦耳(專業應用)。閃光燈消耗的能量見公式1:








根據所使用的氙燈類型,電容充電電壓基本上為160V至600V。低功率手持照相機需要的能量不超過幾焦耳,而且輸出電壓范圍為160至250V。更高的電壓一般在專業攝影棚使用的設備中可以看到。

除直流電壓外,必須提供高壓脈沖來激發燈泡中的等離子,在兩端的電極之間產生高強度的弧光。脈沖幅度取決于系統中所使用的燈泡類型,幅度從較低的到10kV以上。微型氙燈用施加到燈管第三個外部電極上的/5μs脈沖觸發,這個脈沖由圖2所示的專用脈沖變壓器與高壓電容相連而產生。電容充電到閃光燈直流電壓(200V),并在觸發按鈕S1后突然向脈沖變壓器的初級端放電。來自次級端的高壓施加到燈泡上(在外表面),閃光燈被激發。

這個概念的主要優點是光輸出較大,且脈沖持續時間很短,使快速拍攝的照片可把移動的拍攝對象凝固在某個點。這種設計的缺點是儲能電容的尺寸大,需要板上出現較高電壓,而且拍攝期間電容需要重新充電(消費應用的充電時間為5至10秒)。

根據成像器的敏感性和透鏡的孔徑,在消費應用的一般環境中,相對小的電容足以拍得明亮的照片。因此,可以用一個簡單的轉換器來將電池電壓提升到低壓氙燈所需的200V電壓。

圖3:初級和次級輸出電壓波形。

低功率閃光燈轉換器

本文介紹的低功率閃光燈轉換器以安森美的NCP5007芯片為基礎。該芯片原先是為驅動串聯的白光LED而開發。在這種應用上,主要的考慮因素是與最高28V硅擊穿有關的電壓限制。要克服這個挑戰,可使用一個外接晶體管,最低可保持250V,或使用初級與次級比為1:10的變壓器。

假設儲能電容為50μF,小型氙燈管的工作電壓為200V,閃光燈的能量則為:







此能量通過采用DC/DC變換器構成的升壓轉換器從電池轉移到儲能電容。雖然NCP5007的結構基于反激模式,但不能直接使用,因為芯片工作于脈沖頻率模式(PFM),時間參數是可變的Ton和恒定為300ns的Toff最大值。因此,如果使用傳統的反激拓撲結構,次級電感在Toff時間內不能完全放電,而且磁芯將快速飽和,在初級端產生非常小的電感和低能量轉移。

表1:氙光閃光燈演示板器件清單。

為了突破這種限制,有一種組合方法是結合反激和正向模式以提高輸出電壓能力。這組合通過封裝在橋型結構中的四個二極管獲得,如圖3所示。組裝在SOT-23 封裝的兩個二極管在開關周期中攜帶輸出電流。

在Ton時間中,變壓器T1的引腳12 為低,因此電池電壓出現在次級端引腳1上,這是正激工作模式(forward mode)。儲能電容由流過二極管D1的電流充電。Toff周期開始后,初級電壓恢復,儲能電容由流過二極管D2的電流充電,這是反激工作模式。

這個概念由圖3的演示板演示,它由兩個標準的堿性AA干電池供電。系統由開關S1供電,轉換器由連接到啟動引腳的開關S2控制,第三個開關S3是手動觸發閃光燈的按鈕。

圖4中的波形顯示了儲能電容重新充電過程中的電壓。信號對應于U1引腳4(上面曲線), D1引腳3(中間曲線)和D2引腳3(下面曲線)。當U1開關啟動時,正激模式發生,開關關閉時反激周期開始。

作者:Michael Bairanzade


安森美半導體公司

下一篇: 低功耗微控制器在交流

上一篇: 智能機器人正接近人類

主站蜘蛛池模板: 聚合氯化铝_喷雾聚氯化铝_聚合氯化铝铁厂家_郑州亿升化工有限公司 | 数控走心机-走心机价格-双主轴走心机-宝宇百科| 企业管理培训,企业培训公开课,企业内训课程,企业培训师 - 名课堂企业管理培训网 | 申江储气罐厂家,储气罐批发价格,储气罐规格-上海申江压力容器有限公司(厂) | 手持式线材张力计-套帽式风量罩-深圳市欧亚精密仪器有限公司 | 广州印刷厂_广州彩印厂-广州艺彩印务有限公司 | 行星齿轮减速机,减速机厂家,山东减速机-淄博兴江机械制造 | Magnescale探规,Magnescale磁栅尺,Magnescale传感器,Magnescale测厚仪,Mitutoyo光栅尺,笔式位移传感器-苏州连达精密量仪有限公司 | 深圳办公室装修-写字楼装修设计-深圳标榜装饰公司 | 金属雕花板_厂家直销_价格低-山东慧诚建筑材料有限公司 | 交变/复合盐雾试验箱-高低温冲击试验箱_安奈设备产品供应杭州/江苏南京/安徽马鞍山合肥等全国各地 | 999范文网_优质范文下载写作帮手 | 哈尔滨京科脑康神经内科医院-哈尔滨治疗头痛医院-哈尔滨治疗癫痫康复医院 | BAUER减速机|ROSSI-MERSEN熔断器-APTECH调压阀-上海爱泽工业设备有限公司 | 春腾云财 - 为企业提供专业财税咨询、代理记账服务 | 网站建设-网站制作-网站设计-网站开发定制公司-网站SEO优化推广-咏熠软件 | 深圳诚暄fpc首页-柔性线路板,fpc柔性线路板打样生产厂家 | 郑州巴特熔体泵有限公司专业的熔体泵,熔体齿轮泵与换网器生产厂家 | 重庆私家花园设计-别墅花园-庭院-景观设计-重庆彩木园林建设有限公司 | 万烁建筑设计院-建筑设计公司加盟,设计院加盟分公司,市政设计加盟 | 杭州营业执照代办-公司变更价格-许可证办理流程_杭州福道财务管理咨询有限公司 | 天津次氯酸钠酸钙溶液-天津氢氧化钠厂家-天津市辅仁化工有限公司 | 太阳能发电系统-太阳能逆变器,控制器-河北沐天太阳能科技首页 | 电子书导航网_电子书之家_电子书大全_最新电子书分享发布平台 | 铝扣板-铝方通-铝格栅-铝条扣板-铝单板幕墙-佳得利吊顶天花厂家 elisa试剂盒价格-酶联免疫试剂盒-猪elisa试剂盒-上海恒远生物科技有限公司 | 钢格板_钢格栅_格栅板_钢格栅板 - 安平县鑫拓钢格栅板厂家 | 中空玻璃生产线,玻璃加工设备,全自动封胶线,铝条折弯机,双组份打胶机,丁基胶/卧式/立式全自动涂布机,玻璃设备-山东昌盛数控设备有限公司 | 扬子叉车厂家_升降平台_电动搬运车|堆高车-扬子仓储叉车官网 | 北京网站建设首页,做网站选【优站网】,专注北京网站建设,北京网站推广,天津网站建设,天津网站推广,小程序,手机APP的开发。 | 自动配料系统_称重配料控制系统厂家 | 南京PVC快速门厂家南京快速卷帘门_南京pvc快速门_世界500强企业国内供应商_南京美高门业 | 医疗仪器模块 健康一体机 多参数监护仪 智慧医疗仪器方案定制 血氧监护 心电监护 -朗锐慧康 | 承插管件_不锈钢承插管件_锻钢高压管件-温州科正阀门管件有限公司 | 济南轻型钢结构/济南铁艺护栏/济南铁艺大门-济南燕翔铁艺制品有限公司 | 工程管道/塑料管材/pvc排水管/ppr给水管/pe双壁波纹管等品牌管材批发厂家-河南洁尔康建材 | 辊道窑炉,辊道窑炉厂家-山东艾希尔 | 脱硝喷枪-氨水喷枪-尿素喷枪-河北思凯淋环保科技有限公司 | hc22_hc22价格_hc22哈氏合金—东锜特殊钢 | 辽宁资质代办_辽宁建筑资质办理_辽宁建筑资质延期升级_辽宁中杭资质代办 | IWIS链条代理-ALPS耦合透镜-硅烷预处理剂-上海顶楚电子有限公司 lcd条形屏-液晶长条屏-户外广告屏-条形智能显示屏-深圳市条形智能电子有限公司 | 宿舍管理系统_智慧园区系统_房屋/房产管理系统_公寓管理系统 |