Superare le sfide progettuali utilizzando i LED HB

Superare le sfide progettuali utilizzando i LED HB.

Criteri per la progettazione di dispositivi che utilizzano i LED ad alta luminosità come flash. Corrente, batteria, temperatura e intensità luminosa. Fattori da prendere in considerazione nella scelta del LED per il flash dei dispositivi mobili.

Il Flash di illuminazione a LED nei telefoni moderni è diventato un aspetto importante dell’esperienza finale dell’utente, consentendo la cattura di immagini in condizioni di scarsa illuminazione. La necessità di assistere l’illuminazione è aumentata anche a causa del maggiore utilizzo di megapixel in ogni fotocamera, le nuove macchine fotografiche infatti che tendono ad avere prestazioni maggiori in condizioni di scarsa illuminazione grazie alla loro densità di pixel garantendo una risoluzione più elevata. Al fine di fornire un’immagine di alta qualità con il flash LED è importante tener conto di alcuni parametri di sistema che possono influire sulle prestazioni del LED. In questo articolo, parleremo di alcuni parametri importanti che devono essere considerati quando si progetta utilizzando i LED ad alta luminosità in sistemi portatili quali: specifiche del LED, le correnti della batteria, il layout e le considerazioni termiche.

Luce di uscita dal LED HB

Nella scelta del LED, il progettista deve prendere in considerazione diversi parametri. Uno dei primi requisiti che devono essere soddisfatti è l’emissione di luce (misurata in lux) a distanza di 1 metro e la tempistica del flash. I fornitori di sensori immagine spesso forniscono le specifiche per quanto riguarda i requisiti minimi per i loro sensori in condizioni di scarsa luminosità. Questo requisito può essere utilizzato come primo passo per determinare quale LED scegliere e per calcolare la corrente richiesta, cercando l’intensità luminosa con il LED ad 1 metro e la specifica corrente, in genere fornita dal produttore dei LED.

I LED di nuova generazione possono raggiungere fino a 300 lux a 1 m di distanza con 1.5A di corrente. Questo livello di prestazioni in genere fornisce sufficiente potenza luminosa con un unico LED per le telecamere di fascia alta comunemente utilizzate nei telefoni cellulari moderni senza richiedere un costo aggiuntivo per due sistemi a LED.

Un ulteriore vantaggio dell’illuminazione a LED HB su questo tipo di dispositivi contrariamente a quella allo xeno è la capacità di fornire assistenza in condizioni di scarsa illuminazione anche per la cattura di video, autofocus, mirino e la luce prima per scattare una foto. Mentre lo xeno può essere utilizzato solo per il flash. I LED di nuova generazione sono in grado di gestire fino 500-mA di corrente per l’illuminazione, anche se in genere i livelli utilizzati da cellulari e fotocamere sono molto più bassi e si aggirano intorno ai 100, 200 mA.

Il colore del LED è un altro parametro che deve essere considerato nella scelta dei LED stessi. Il colore del flash può infatti influenzare i colori dell’immagine catturata, quindi è importante scegliere una cromaticità nella gamma di puro nero per ottenere i migliori risultati di cattura delle immagini. Alcuni fornitori di LED forniscono le opzioni binning per ridurre le variazioni cromatiche del colore.

Batteria e corrente sul LED

La batteria durante condizioni di esercizio deve assolutamente essere presa in considerazione nella scelta della corrente di uscita del LED e della luce. Inoltre, le batterie portatili al litio di solito contengono una protezione dai corto circuiti per proteggere la batteria stessa in condizioni di scarichi di grandi correnti. La protezione da corto circuito può variare a seconda del fornitore della batteria e dalle esigenze del progettista. Lo scenario di maggior preoccupazione si verifica quando la batteria funziona con tensioni di esercizio inferiori. Dato che il VF LED può essere superiore alla batteria in condizioni di bassa tensione, il driver LED deve aumentare la tensione fornita al LED per attivare il corso programmato.

Poiché la tensione è aumentata la corrente di alimentazione per il driver sarà superiore alla corrente che attraversa il LED. L’aumento della corrente sarà basato su fattori di rafforzamento e sull’efficienza del conducente. Ad esempio, una corrente LED di 1 A può richiedere fino a 1,5 A in uscita della batteria in condizioni nominali della batteria di 3,5 V.

Un’altra specifica critica in questo caso è la tolleranza della potenza del flash in corso. La variazione della corrente in uscita, non solo ha un potenziale impatto sulla qualità dell’immagine, ma anche sulla variazione di carico nella corrente della batteria. Pertanto, avendo un led ad alta efficienza con tolleranze ristrette sull’uscita necessita meno corrente dalla batteria in casi particolari di corrente di uscita e di intensità luminosa.

Batterie ESR

In combinazione con il sistema attuale la batteria ESR (resistenza serie equivalente) svolge un ruolo critico nel determinare la minima tensione per la batteria. Alcune specifiche della batteria ESR possono variare da 100 A 200 mΩ per tutta la durata della batteria. A 1.5A la corrente di uscita dalla batteria sarebbe equivalente da 150 a 300-mV di caduta di tensione attraverso la VES della batteria. Ciò potrebbe portare la tensione di funzionamento del dispositivo al di sotto delle condizioni minime di funzionamento in condizioni di batteria scarica.

Operare al di sotto della tensione minima di funzionamento può influenzare i circuiti critici nel dispositivo. Una riduzione delle correnti per il flash potrebbe rendere necessario estendere il raggio di azione del flash stesso, programmando il driver LED. Quindi le tolleranze possono svolgere un ruolo critico nella flessibilità offerta dal progettista.

Temperature e LED HB

Le considerazioni termiche nei progetti di LED HB ad alta corrente sono importanti per la vita del LED e per le performance. Le alte temperature sui LED possono portare ad errori e i LED possono perdere tra il 15% e il 20% dell’intensità luminosa durante il funzionamento se surriscaldati. E ‘molto importante quindi prendere in considerazione una corretta dissipazione di calore del proprio LED. Questo è un settore dove la tecnologia dei materiali conducenti può venire in soccorso offrendo un grande aiuto migliorando il layout del PCB.

L’utilizzo di un LED driver con un driver di origine per l’anodo del LED permette al catodo del LED di essere messo a terra. Tale architettura di driver offre una protezione intrinseca contro i corto circuiti sul led e una connessione al piano di terra per la dissipazione del calore. Il collegamento al piano terra offre una migliore protezione e un ritorno diretto delle correnti della batteria a terra.

Altre caratteristiche di protezione termica necessarie per i flash LED driver sono il time out massimo del flash, per evitare il surriscaldamento del LED stesso.

In conclusione, una volta che i requisiti di progettazione e i vincoli come l’uscita della luce, la capacità di corrente e la tensione minima di funzionamento del sistema sono stati analizzati il progettista può scegliere un driver LED che soddisfi tutti i criteri di progettazione.

I LED HB sono disponibili da Farnell

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14 Comments

  1. matrobriva 13 aprile 2011
  2. Fabrizio87 13 aprile 2011
  3. Ser_gio 13 aprile 2011
  4. Giovanni Giomini Figliozzi 15 aprile 2011
  5. electropower 12 aprile 2011
  6. Emanuele 12 aprile 2011
  7. Ionela 12 aprile 2011
  8. Francesco12-92 15 aprile 2011
  9. linus 12 aprile 2011
  10. Parideru 12 aprile 2011
  11. Parideru 12 aprile 2011
  12. Antonio Mangiardi 15 aprile 2011
  13. Giovanni Giomini Figliozzi 15 aprile 2011
  14. Antonio Mangiardi 15 aprile 2011

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