用于蜂窝电话／照相机闪光照明的简单电路

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概述

　　下一代蜂窝电话将具有高品质的照相功能。随着改良的图像传感器和光学配件即将投放市场，人们渐渐地将注意力投向高质量的“闪光”照明。闪光照明是取得优质照相性能的关键因素，因此需要重点和仔细地加以考虑。

　　闪光照明解决方案

　　目前，闪光照明有两种主要的解决方案 —— LED (发光二极管) 和闪光灯。LED的优势在于有持续工作能力和低密度支持电路。而闪光灯重要的特点在于能实现高质量摄影。它的线型源光线输出亮度是LED点源输出的几百倍，能在广泛的区域里轻松地扩散密集的光线。此外，闪光灯的色温在5500oK到6000oK之间，十分接近自然光线，免去白光LED的蓝光峰值输出所必需的纠色过程。

　　闪光灯基础

　　闪光灯的柱形玻璃管充满了氙气，阳极和阴极电极直接接触气体；而分布在闪光灯外表面的触发电极不接触气体。气体击穿的潜在可能范围是几千伏特，一旦发生击穿，闪光灯阻抗降到≤1Ω。气体击穿时的高电流会产生强烈的可见光。事实上，所需的大电流要求闪光灯发光前处于低阻抗状态下。触发电极负责实现这个功能，它在玻璃管中传输高电压脉冲，在灯管内电离氙气。电离过程击穿了气体，使之处于低阻抗状态。低阻抗使大量电流能在阳极和阴极间通过，并产生强烈的光线。所含能量极高，以至于电流和输出光要限制在脉冲操作范围。持续地操作会快速产生极端温度，甚至破坏闪光灯。当电流脉冲衰减时，闪光灯电压降到一个低点且闪光灯回复至其高阻抗状态，从而需要另一个触发来启动传导。

　　支持电路

　　图1是闪光灯运作支持电路的工作原理图。闪光灯由一个触发电路和产生高瞬变电流的存储电容器来运作。闪光电容器在工作中的典型电压是300V。起初，电容器并不能放电，因为闪光灯处于高阻抗状态下。触发电路指令能在闪光灯内产生数千伏的触发脉冲。闪光灯被击穿后，电容器可以进行放电1。电容器、连线和灯的阻抗通常总共只有几欧姆，产生的瞬间电流范围在100A以内。强大的电流脉冲会产生强烈的闪光。而闪光重复率的最主要限制在于闪光灯能否安全地释放热量，其次是充电电路使闪光电容器完全充电所需的时间。充电至高电压的大电容器与充电电路的有限输出阻抗一起，能限制充电的速度。根据提供的输入功率、电容值和充电电路特征将充电时间限制在1到5秒之间。

　　该图显示了收到触发命令后电容器的放电过程。有时要求选择部分放电，从而产生不太强烈的闪光。这样运作可以减少“红眼” ，即一个或多个减弱强度的闪光会立刻领先于主要的闪光2。图2就是这种操作模式。它在图1的基础上添加了一个驱动器和一个大电流开关。这些组件能通过打开闪光灯传导路径来停止闪光电容器放电。这样的布局使“触发/闪光命令” 控制线脉冲宽度来设置电流流动时间和闪光能量。低能量、电容器部分放电能允许快速再充电，能在不损伤闪光灯的情况下立刻在主闪光之前数次快速连续地以低亮度闪光。

　
闪光电容器充电电路的考虑

　闪光电容器充电器 (图3) 基本上是一个变压器耦合了有特殊功能的升压转换器。当“充电”控制线变高时，调节器对电源开关进行定时，使升压变压器T1产生高电压脉冲。这些脉冲经过整流和滤波，产生出300V的直流输出电压。转换效率大约是80%。当达到所需电压时，电路会通过停止驱动电源开关进行调节。它也能拉低“DONE”线，以显示电容器满刻度充电。所有电容器的漏电损耗能通过间隔的电源开关循环得以补偿。通常，通过输出电压的电阻分压提供反馈。由于这种方法需要额外的开关循环以抵消反馈电阻器的恒定功率泄漏，所以一般不被采用。这种方式能维持调节，而它将额外地泄漏来自主电源的功率（可假定为一个电池）。相反，通过监控T1的回扫脉冲特性来实现调节，它反映了T1的次级振幅。输出电压通过T1的匝数比进行设置。这个功能允许获得准确的电容器电压调节，这是在不超过灯能量或电容器额定电压的情况下确保闪光强度的必要条件。同样，无须改变其它电路，只要通过电容值就能轻松设定闪光灯能量。

　　详细电路探讨

　　在深入探讨之前，读者必须认识到在建构、测试和采用这种电路时要十分小心。高电压和致命的危险因素潜伏在这种电路中。所以在使用和连接电路时要特别的小心。重申：该电路包含危险性和高压隐患，一定要多加小心。

　

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