LT3585系列：高效集成的閃光燈充電IC解決方案

在電子設(shè)備中，閃光燈充電電路是一個(gè)關(guān)鍵部分，特別是在相機(jī)、手機(jī)等需要快速閃光功能的設(shè)備中。今天，我們來深入探討一下Linear Technology的LT3585系列閃光燈充電IC，看看它有哪些出色的特性和應(yīng)用。

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一、LT3585系列概述

LT3585系列是高度集成的IC，專為數(shù)字和膠片相機(jī)中的閃光燈電容充電而設(shè)計(jì)。它采用了新的控制技術(shù)，允許使用極小的變壓器，每個(gè)部件都包含一個(gè)片上高壓NPN功率開關(guān)。其輸出電壓檢測完全集成在部件內(nèi)部，無需任何離散齊納二極管或電阻，通過簡單改變變壓器的匝數(shù)比即可調(diào)整輸出電壓。

二、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

2.1 可調(diào)節(jié)輸入電流

通過CHRG/IADJ引腳，用戶可以完全控制部件的輸入電流。將該引腳電壓設(shè)置在不同范圍，可實(shí)現(xiàn)不同的輸入電流模式，如正常輸入電流模式和降低輸入電流模式，這對于延長電池壽命非常有用。

2.2 集成IGBT驅(qū)動(dòng)器

該系列IC集成了IGBT驅(qū)動(dòng)器，有IGBTPU和IGBTPD兩個(gè)輸出引腳。IGBTPU引腳用于快速拉高IGBT的柵極，以確保氙氣燈的正常點(diǎn)火；IGBTPD引腳可通過串聯(lián)電阻來靈活控制IGBT的關(guān)斷速度，保障IGBT的安全運(yùn)行。

2.3 無需輸出分壓器

輸出電壓檢測集成在芯片內(nèi)部，無需額外的輸出分壓器，簡化了電路設(shè)計(jì)。

2.4 小尺寸變壓器

可使用尺寸僅為5.8mm × 5.8mm × 3mm的小型變壓器，有助于減小整個(gè)電路的尺寸。

2.5 快速充電時(shí)間

能夠快速為各種尺寸的閃光燈電容充電，不同版本的LT3585在充電時(shí)間上有所差異，例如LT3585 - 3在特定條件下充電速度最快。

2.6 寬電源支持

支持單節(jié)鋰離子電池、兩節(jié)AA電池或1.5V至16V的任何電源供電，具有良好的電源適應(yīng)性。

2.7 小封裝

采用10引腳（3mm × 2mm）的DFN封裝，節(jié)省電路板空間。

三、性能參數(shù)分析

3.1 充電時(shí)間

不同版本的LT3585在不同輸入電壓和電容條件下的充電時(shí)間不同。在正常輸入電流模式和降低輸入電流模式下，充電時(shí)間也有明顯差異。例如，在使用50μF電容、320V、(V{IN }=V{BAT }=3.6 ~V)的條件下，LT3585 - 3的正常模式充電時(shí)間為3.3秒，而LT3585 - 1為5.0秒。

3.2 電氣特性

• 靜態(tài)電流：在不同工作狀態(tài)下，靜態(tài)電流有所不同。例如，在(V{CHRG }=3V)且不切換時(shí)，靜態(tài)電流典型值為5mA；在(V{CHRG }=0V)的關(guān)機(jī)狀態(tài)下，靜態(tài)電流最大值為1μA。
• 輸入電壓范圍：(V{IN })電壓范圍為2.5V至16V，(V{BAT})電壓范圍為1.5V至16V。
• 開關(guān)電流限制：不同版本的LT3585開關(guān)電流限制不同，如LT3585 - 3的開關(guān)電流限制為1.85A，而LT3585 - 1為0.65A。

四、工作原理

LT3585系列在不連續(xù)傳導(dǎo)模式的邊緣工作。當(dāng)CHRG/IADJ引腳電壓高于1.1V時(shí)，主鎖存器置位，部件開始向閃光燈電容輸送功率。功率開關(guān)Q1導(dǎo)通時(shí)，變壓器初級電流增大；當(dāng)達(dá)到所需電流水平時(shí)，比較器A1輸出高電平，復(fù)位控制Q1狀態(tài)的開關(guān)鎖存器，Q1關(guān)斷，SW節(jié)點(diǎn)的反激波形迅速上升到與(V{OUT})成比例的水平。次級電流通過高壓二極管流入閃光燈電容，當(dāng)次級電流衰減到零時(shí)，SW節(jié)點(diǎn)電壓下降，當(dāng)該電壓比(V{BAT})高130mV時(shí)，A3輸出高電平，開關(guān)鎖存器置位，Q1再次導(dǎo)通，如此循環(huán)，直到達(dá)到目標(biāo)(V_{OUT})電平，此時(shí)主鎖存器復(fù)位，DONE引腳變低。

通過改變CHRG/IADJ引腳的電壓，可以降低輸入電流。當(dāng)該引腳電壓在1.1V至1.4V之間時(shí)，會(huì)在A3輸出高電平與開關(guān)鎖存器置位之間增加一個(gè)時(shí)間延遲，從而有效降低流入反激變壓器的平均輸入電流。

五、應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

5.1 器件選擇

LT3585系列有四個(gè)版本（LT3585 - 0、LT3585 - 1、LT3585 - 2、LT3585 - 3），它們的區(qū)別僅在于峰值電流水平。如果需要最快的充電時(shí)間，可選擇LT3585 - 3；LT3585 - 1的峰值電流能力最低，適用于對電池耗電量要求較低的應(yīng)用，且由于其峰值電流較低，可使用更小的變壓器。LT3585 - 0和LT3585 - 2的電流限制介于LT3585 - 1和LT3585 - 3之間。

5.2 變壓器設(shè)計(jì)

變壓器是LT3585設(shè)計(jì)的關(guān)鍵元件，需要仔細(xì)設(shè)計(jì)。主要參數(shù)包括匝數(shù)比N和初級電感LPRI。匝數(shù)比N可根據(jù)公式(N=frac{V{OUT } + 2}{31.5})計(jì)算，其中(V{OUT })是期望的輸出電壓，2是考慮輸出二極管正向電壓降的值。初級電感LPRI可根據(jù)公式(L{PRI} geq frac{V{OUT } cdot 200 cdot 10^{-9}}{N cdot I{PK}})選擇，其中(I{PK})根據(jù)不同版本的LT3585取值不同。此外，還需要注意變壓器的漏感LLEAK，其引起的電壓尖峰不得超過50V。

5.3 輸出二極管選擇

整流二極管應(yīng)選擇低電容類型，具有足夠的反向電壓和正向電流額定值。峰值反向電壓(V{PK(R)}=V{OUT }+left(N cdot V_{BAT}right))，峰值電流根據(jù)不同版本的LT3585有不同的計(jì)算公式。推薦使用GSD2004S雙硅二極管。

5.4 電容選擇

輸入旁路電容應(yīng)使用高質(zhì)量的X5R或X7R類型，并確保其電壓能力足夠。

5.5 IGBT驅(qū)動(dòng)

IGBT用于控制閃光燈燈的高電流開關(guān)，LT3585系列的IGBT驅(qū)動(dòng)電路獨(dú)立于充電功能，從IGBTPWR引腳獲取電源。驅(qū)動(dòng)上升時(shí)間為320ns，下降時(shí)間典型值為125ns，可通過調(diào)整與IGBTPD引腳串聯(lián)的電阻來控制下降時(shí)間，以確保IGBT的安全運(yùn)行。推薦使用CY25CAH - 8F、GT8G133等IGBT器件。

5.6 電路板布局

由于該系列IC工作在高電壓環(huán)境，電路板布局需要特別注意。應(yīng)盡量減小變壓器次級高壓端的面積，增加所有高壓節(jié)點(diǎn)的間距以滿足電路板的擊穿電壓要求。同時(shí)，要確保C1、變壓器初級和LT3585系列IC形成的電氣路徑盡可能短，以減少變壓器的漏感。CHRG/IADJ引腳的走線應(yīng)盡量短，并避免與SW引腳走線相鄰，防止SW引腳電壓突變時(shí)CHRG/IADJ引腳誤觸發(fā)。此外，在暴露焊盤（引腳11）下方添加熱過孔，可提高LT3585的散熱性能。

六、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了多個(gè)典型應(yīng)用電路，如LT3585 - 0、LT3585 - 1、LT3585 - 2和LT3585 - 3的閃光燈充電器電路。這些電路展示了如何選擇合適的變壓器、電容、二極管和IGBT等元件，以實(shí)現(xiàn)高效的閃光燈充電功能。此外，還介紹了自動(dòng)刷新電路，通過DONE和CHRG/IADJ引腳形成開環(huán)控制方案，可保持恒定的直流輸出電壓，但需要滿足(R{T} C{T}>frac{2 cdot I{P K}^{2} cdot L{P R I}}{I{L K} cdot V{B A T}})的條件，以避免出現(xiàn)失控情況。

七、相關(guān)產(chǎn)品推薦

文檔還列出了一些相關(guān)的Linear Technology產(chǎn)品，如LTC3407、LT3420等，這些產(chǎn)品在不同的應(yīng)用場景中具有各自的優(yōu)勢，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

綜上所述，LT3585系列閃光燈充電IC具有多種出色的特性和靈活的應(yīng)用設(shè)計(jì)，能夠滿足不同電子設(shè)備對閃光燈充電的需求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和要求，合理選擇器件、設(shè)計(jì)電路和布局電路板，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能和可靠性。你在使用LT3585系列IC時(shí)遇到過哪些問題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。