LM3644在工业扫描中应用使用指南

TI shanghai FAE: Eric Xiong

在传统的消费类电子如手机的闪关灯的驱动中，LM3644被广泛使用，其单路独立输出1.5A，多种模式（闪光，照明，红外模式）可供选择，可以通过软件和I/O独立控制。配合相机使用时，LM3644可供选择的持续时间为毫秒级，LM3644可以软件设置10ms至400ms. 但是在工业扫描应用中，需要使用短时高亮的闪光配合扫描传感器以达到扫描速度和性能，其时序时间可以低至100us, 幅度可以达到1A。

为了达到完美的电流波形，传统的电路都是采用分立的电路方案（升压电路+大电容缓冲+运放恒流）来实现，但这会大大增加PCB面积，电路的成本以及控制方式也十分不灵活。

本文介绍如何采用单芯片LM3644 的方案来实现完美的短时高亮的电流波形。

1. 采用红外模式加速电流上升速度

传统的闪光模式，电流都是缓慢上升至目标值，这个时间大概为800us/0.5A阶跃，是不能变化的。

图1 传统闪光模式

而采用红外模式，电流是直接变化至目标值。图2是采用IR模式下能能达到的目标波形图，图3是具体的寄存器配置。

   
图2 红外模式（0.75A in 100us/ 16ms 周期）


图3 详细寄存器配置

2. 采用旁路模式减小升压电路的响应时间

工业设备常常采用电池设备供电，而且电池电压可能用至更低的电压如3.7V（4.2V电池），当VLED=3.4V时，此时VOUT=VLED+VHR 可能大于VIN，芯片工作在升压模式下。而在正常4.2V至3.7V时，芯片都是在旁路mode下。

图4 不同电压和模式下电流波形

表1   不同模式和VIN的上升时间

所以建议在电池供电时，建议采用旁路的IR模式来保证完美的电流波形，即使这会牺牲一点点电流的精度。

3. 采用合适的输入电容和输出电容来减小输入跌落

传统的电路中，常常使用300uF左右的缓冲电容来提供闪光瞬间的短时的高亮电流。LM3644也需要此来减小输入端电压的跌落，防止触发系统欠压保护。但需要兼顾输入Inrush和电路的稳定性。增加输出电容有利于更快速提供LED电流，减小跌落，但过大会导致芯片上电启动短路保护，不易过大。增加输入电容也可以减小跌落，但会增加上电的浪涌电流，所以需要综合平衡考虑，实验测试CIN=220uF; COUT=100uF的效果颇佳，可以大大减小输入电压跌落。

图5 实际测试电路


图6 无匹配电容时VIN 跌落0.52V


图7 有匹配电容时VIN 跌落 0.12V

4. 综述

LM364x 可以很好的实现快速高亮电流驱动，配合IR 和Pass模式可以获得很好的电流波形, 同时采用分配缓冲电容的方式有效降低输入电压跌落。