超级电容器解决高分辨率相机的LED闪光电源问题(06-100)

　　这种配置的缺点是：电池电流等于闪光电流(方案1中电池电流等于超级电容器充电电流，在LED闪光期间它可以是零)。

　　这种配置比电流控制升压转换器或电荷泵直接驱动闪光LED的“标准”拓扑能给出更高的LED电流(在给定电池电流下)。考虑以70%效率电荷泵驱动LED(LED电流为1A)，假定LED最大正向电压4.8V、电池电压欠负载下为3.3V，则不用超级电容器时，电池电流为：1A×4.8V/3.3V/70%=2A，这远远大于电池提供的电流值。采用方案2，电池电流仅为1A，得到100%改进。

　　图4所示电路的工作状态类似方案1，当第一次加电时，Flash/Torch选择必须是低态或浮置，这样使U1使能。根据超级电容器值的大小，在超级电容器从电池电压(跨接在超级电容器上的0V)完全充电到V10d起始值(5.1V或跨接在超级电容器上的1.2V)之前需要等3~6秒。在充电期间限制峰值电池电流到300mA左右。随着超级电容器充电快速降低，方案2中的电荷泵工作情况与方案1中的情况是不相同的，因为总是Vout≥Vin，而且电荷泵从来没有把超级电容视为短路。像方案1那样，电荷泵U1仅用来充电超级电容器，所以，它总是处于Torch模式(引脚4Flsh连接到Gnd)。

　　一旦电容器被充电，选择Flash或Torch模式。当此信号为高态(Flash模式)时，M2导通，为U2(MIC2545)设置电阻器(Q9，R10)。此设置LED电流为2A左右。Flash/Torch高态也使M1导通，断开电荷泵(U1/引脚5为低态)。方案2能做到这样，因为电池通过超级电容器为LED提供电流。保持电荷泵的使能，能使电池以小于100%效率提供比LED电流大的电流。
像方案1那样，闪光脉冲仅以相当小的量放电超级电容器，所以闪光照像之间重新充电超级电容器的时间是短的，通常此时间短于LED所需闪光到冷却之间2秒时间。

　　超级电容器C和ESR选择如下：

　　·需要250ms闪光脉冲、0.8A驱动每个LXC1-PWF1 LED，0.8A电流时正向电压为3.7V(允许到4.1V)。

　　·因此，闪光脉冲结束时超级电容器上的最小电压为：4.1V+0.04V=4.14V。

　　·Vout(电荷泵电压)设置到5.2V，因此，在超级电容器上所允许的总压降Va为：5.2V-4.14V=1.06V。

　　·假定超级电容器的ESR为50mΩ，因此，C≥0.8A×0.25s/(1.06V-0.8A×50mΩ)=0.196F。选择GW109(C为250mF ESR为35mΩ)。在Von表示式中用70mΩ(加倍)和250mF的ESR和C值代入得到Va=0.8A×(70mΩ+0.25s/0.25F)=0.8×1.07=0.86，此值小于超级电容器所允许的1.06V压降。
?因此，选用GW109(250mF,35mΩ)。(益林)