LT3585系列：高效集成的闪光灯充电IC解决方案

在电子设备中，闪光灯充电电路是一个关键部分，特别是在相机、手机等需要快速闪光功能的设备中。今天，我们来深入探讨一下Linear Technology的LT3585系列闪光灯充电IC，看看它有哪些出色的特性和应用。

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一、LT3585系列概述

LT3585系列是高度集成的IC，专为数字和胶片相机中的闪光灯电容充电而设计。它采用了新的控制技术，允许使用极小的变压器，每个部件都包含一个片上高压NPN功率开关。其输出电压检测完全集成在部件内部，无需任何离散齐纳二极管或电阻，通过简单改变变压器的匝数比即可调整输出电压。

二、产品特性亮点

2.1 可调节输入电流

通过CHRG/IADJ引脚，用户可以完全控制部件的输入电流。将该引脚电压设置在不同范围，可实现不同的输入电流模式，如正常输入电流模式和降低输入电流模式，这对于延长电池寿命非常有用。

2.2 集成IGBT驱动器

该系列IC集成了IGBT驱动器，有IGBTPU和IGBTPD两个输出引脚。IGBTPU引脚用于快速拉高IGBT的栅极，以确保氙气灯的正常点火；IGBTPD引脚可通过串联电阻来灵活控制IGBT的关断速度，保障IGBT的安全运行。

2.3 无需输出分压器

输出电压检测集成在芯片内部，无需额外的输出分压器，简化了电路设计。

2.4 小尺寸变压器

可使用尺寸仅为5.8mm × 5.8mm × 3mm的小型变压器，有助于减小整个电路的尺寸。

2.5 快速充电时间

能够快速为各种尺寸的闪光灯电容充电，不同版本的LT3585在充电时间上有所差异，例如LT3585 - 3在特定条件下充电速度最快。

2.6 宽电源支持

支持单节锂离子电池、两节AA电池或1.5V至16V的任何电源供电，具有良好的电源适应性。

2.7 小封装

采用10引脚（3mm × 2mm）的DFN封装，节省电路板空间。

三、性能参数分析

3.1 充电时间

不同版本的LT3585在不同输入电压和电容条件下的充电时间不同。在正常输入电流模式和降低输入电流模式下，充电时间也有明显差异。例如，在使用50µF电容、320V、(V{IN }=V{BAT }=3.6 ~V)的条件下，LT3585 - 3的正常模式充电时间为3.3秒，而LT3585 - 1为5.0秒。

3.2 电气特性

• 静态电流：在不同工作状态下，静态电流有所不同。例如，在(V{CHRG }=3V)且不切换时，静态电流典型值为5mA；在(V{CHRG }=0V)的关机状态下，静态电流最大值为1µA。
• 输入电压范围：(V{IN })电压范围为2.5V至16V，(V{BAT})电压范围为1.5V至16V。
• 开关电流限制：不同版本的LT3585开关电流限制不同，如LT3585 - 3的开关电流限制为1.85A，而LT3585 - 1为0.65A。

四、工作原理

LT3585系列在不连续传导模式的边缘工作。当CHRG/IADJ引脚电压高于1.1V时，主锁存器置位，部件开始向闪光灯电容输送功率。功率开关Q1导通时，变压器初级电流增大；当达到所需电流水平时，比较器A1输出高电平，复位控制Q1状态的开关锁存器，Q1关断，SW节点的反激波形迅速上升到与(V{OUT})成比例的水平。次级电流通过高压二极管流入闪光灯电容，当次级电流衰减到零时，SW节点电压下降，当该电压比(V{BAT})高130mV时，A3输出高电平，开关锁存器置位，Q1再次导通，如此循环，直到达到目标(V_{OUT})电平，此时主锁存器复位，DONE引脚变低。

通过改变CHRG/IADJ引脚的电压，可以降低输入电流。当该引脚电压在1.1V至1.4V之间时，会在A3输出高电平与开关锁存器置位之间增加一个时间延迟，从而有效降低流入反激变压器的平均输入电流。

五、应用设计要点

5.1 器件选择

LT3585系列有四个版本（LT3585 - 0、LT3585 - 1、LT3585 - 2、LT3585 - 3），它们的区别仅在于峰值电流水平。如果需要最快的充电时间，可选择LT3585 - 3；LT3585 - 1的峰值电流能力最低，适用于对电池耗电量要求较低的应用，且由于其峰值电流较低，可使用更小的变压器。LT3585 - 0和LT3585 - 2的电流限制介于LT3585 - 1和LT3585 - 3之间。

5.2 变压器设计

变压器是LT3585设计的关键元件，需要仔细设计。主要参数包括匝数比N和初级电感LPRI。匝数比N可根据公式(N=frac{V{OUT } + 2}{31.5})计算，其中(V{OUT })是期望的输出电压，2是考虑输出二极管正向电压降的值。初级电感LPRI可根据公式(L{PRI} geq frac{V{OUT } cdot 200 cdot 10^{-9}}{N cdot I{PK}})选择，其中(I{PK})根据不同版本的LT3585取值不同。此外，还需要注意变压器的漏感LLEAK，其引起的电压尖峰不得超过50V。

5.3 输出二极管选择

整流二极管应选择低电容类型，具有足够的反向电压和正向电流额定值。峰值反向电压(V{PK(R)}=V{OUT }+left(N cdot V_{BAT}right))，峰值电流根据不同版本的LT3585有不同的计算公式。推荐使用GSD2004S双硅二极管。

5.4 电容选择

输入旁路电容应使用高质量的X5R或X7R类型，并确保其电压能力足够。

5.5 IGBT驱动

IGBT用于控制闪光灯灯的高电流开关，LT3585系列的IGBT驱动电路独立于充电功能，从IGBTPWR引脚获取电源。驱动上升时间为320ns，下降时间典型值为125ns，可通过调整与IGBTPD引脚串联的电阻来控制下降时间，以确保IGBT的安全运行。推荐使用CY25CAH - 8F、GT8G133等IGBT器件。

5.6 电路板布局

由于该系列IC工作在高电压环境，电路板布局需要特别注意。应尽量减小变压器次级高压端的面积，增加所有高压节点的间距以满足电路板的击穿电压要求。同时，要确保C1、变压器初级和LT3585系列IC形成的电气路径尽可能短，以减少变压器的漏感。CHRG/IADJ引脚的走线应尽量短，并避免与SW引脚走线相邻，防止SW引脚电压突变时CHRG/IADJ引脚误触发。此外，在暴露焊盘（引脚11）下方添加热过孔，可提高LT3585的散热性能。

六、典型应用电路

文档中给出了多个典型应用电路，如LT3585 - 0、LT3585 - 1、LT3585 - 2和LT3585 - 3的闪光灯充电器电路。这些电路展示了如何选择合适的变压器、电容、二极管和IGBT等元件，以实现高效的闪光灯充电功能。此外，还介绍了自动刷新电路，通过DONE和CHRG/IADJ引脚形成开环控制方案，可保持恒定的直流输出电压，但需要满足(R{T} C{T}>frac{2 cdot I{P K}^{2} cdot L{P R I}}{I{L K} cdot V{B A T}})的条件，以避免出现失控情况。

七、相关产品推荐

文档还列出了一些相关的Linear Technology产品，如LTC3407、LT3420等，这些产品在不同的应用场景中具有各自的优势，可根据实际需求进行选择。

综上所述，LT3585系列闪光灯充电IC具有多种出色的特性和灵活的应用设计，能够满足不同电子设备对闪光灯充电的需求。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用场景和要求，合理选择器件、设计电路和布局电路板，以实现最佳的性能和可靠性。你在使用LT3585系列IC时遇到过哪些问题？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。