簡述LM3644在工業掃描中應用使用指南

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TI shanghai FAE: Eric Xiong

在傳統的消費類電子如手機的閃關燈的驅動中，LM3644被廣泛使用，其單路獨立輸出1.5A，多種模式（閃光，照明，紅外模式）可供選擇，可以通過軟件和I/O獨立控制。配合相機使用時，LM3644可供選擇的持續時間為毫秒級，LM3644可以軟件設置10ms至400ms. 但是在工業掃描應用中，需要使用短時高亮的閃光配合掃描傳感器以達到掃描速度和性能，其時序時間可以低至100us, 幅度可以達到1A。

為了達到完美的電流波形，傳統的電路都是采用分立的電路方案（升壓電路+大電容緩沖+運放恒流）來實現，但這會大大增加PCB面積，電路的成本以及控制方式也十分不靈活。

本文介紹如何采用單芯片LM3644 的方案來實現完美的短時高亮的電流波形。

1.采用紅外模式加速電流上升速度

傳統的閃光模式，電流都是緩慢上升至目標值，這個時間大概為800us/0.5A階躍，是不能變化的。

圖1 傳統閃光模式

而采用紅外模式，電流是直接變化至目標值。圖2是采用IR模式下能能達到的目標波形圖，圖3是具體的寄存器配置。

圖2 紅外模式（0.75A in 100us/ 16ms 周期）

圖3 詳細寄存器配置

2.采用旁路模式減小升壓電路的響應時間

工業設備常常采用電池設備供電，而且電池電壓可能用至更低的電壓如3.7V（4.2V電池），當VLED=3.4V時，此時VOUT=VLED+VHR 可能大于VIN，芯片工作在升壓模式下。而在正常4.2V至3.7V時，芯片都是在旁路mode下。

圖4 不同電壓和模式下電流波形

IR Mode	Rise Time (μs)
3.7V Vin Pass Mode	13.6
3.7V Vin Normal Mode	134
4.2V Vin Pass Mode	11.2
4.2V Vin Normal Mode	9.6

表1 不同模式和VIN的上升時間

所以建議在電池供電時，建議采用旁路的IR模式來保證完美的電流波形，即使這會犧牲一點點電流的精度。

3.采用合適的輸入電容和輸出電容來減小輸入跌落

傳統的電路中，常常使用300uF左右的緩沖電容來提供閃光瞬間的短時的高亮電流。LM3644也需要此來減小輸入端電壓的跌落，防止觸發系統欠壓保護。但需要兼顧輸入Inrush和電路的穩定性。增加輸出電容有利于更快速提供LED電流，減小跌落，但過大會導致芯片上電啟動短路保護，不易過大。增加輸入電容也可以減小跌落，但會增加上電的浪涌電流，所以需要綜合平衡考慮，實驗測試CIN=220uF; COUT=100uF的效果頗佳，可以大大減小輸入電壓跌落。