拍照手机的质量正不断提高，其中包括更高的分辨率、更佳的焦距、功能增强的图像处理软件以及防抖动等特性。然而比较落后的一方面是在低光照环境中拍摄照片时的闪光灯电能。许多手机由于提供了一个低电流 LED 拍照闪光或快闪，因而性能大打折扣，就低光照条件下获得可接受图像质量的照片而言，这样的光能是远远不够的。
要想成为一种实用的快闪技术，光源就必须能够在一定的目标范围内提供足够的亮度（例如：>50lux @ 1m）。业界一流的高功率、高亮度白光 LED 技术可实现这一目标—— 每个芯片的驱动电流高达 1500mA。
功能整合的手机设备将越来越受市场的推崇，因此呈现出了对小型化、通用灵活性、外形尺 寸以及上市时间的不断需求。为了满足这些需求，TI 推出了一系列易于设计、且优化的高功率 LED 闪光灯驱动器 （TPS61050/2/4）。这些器件具有不到 25mm2 的解决方案尺寸，并且能够为 LED 提供高达 5W 的电能。
在采用单体锂离子 （Li-Ion） 电池的便携式应用中，白光 LED 两端压降与电流调节器两端净空电压 （headroom voltage） 的和可以低于或高于电池电压。这就是说 LED 驱动器拓扑应该能够处理降压和升压运行模式。
实施降压转换最简单的方法是利用一个线性低侧电流调节器。这种方法的优势在于成本低且高效率，因为 LED 正向电压通常会稍微低于额定的电池电压。
本文将解决 LED 相机闪光灯应用及相关的难题，其中包括：高功率 LED 驱动器架构、电池电流以及压降。
LED 相机闪光灯驱动器拓扑
不管厂商、型号、尺寸或功率如何，所有的 LED 都是在恒流驱动时性能最佳。以流明为单位的光输出与电流成正比，因此 LED 厂商规定了其器件在规定正向电流 IF 时的诸多特性（例如：光度、色温等）。高功率 LED 会呈现出一个陡峭的 I-V 曲线，因此以恒定电压驱动 LED 可导致明显且几乎无法预计的正向电流变化。
TPS6105x 产品采用一个 2-MHz 恒定频率、电流模式脉宽调制 （PWM） 转换器生成驱动高功率 LED 所需的输出电压。该器件集成了一个基于 NMOS 开关的功率级和一个同步 NMOS 整流器。此外，该器件还实施了一个线性低侧电流调节器，以在电池电压高于二极管正向电压时控制 LED 电流。
出于简化和减少芯片面积占用的目的，我们使用了低侧电流检测电路，该电流检测电路基于一个设计旨在饱和区域运行的有源电流镜。该器件根据电流阱两端的压降将自动在线性降压模式和具有最低 250mV 检测电压的电感升压模式之间转换。
这种架构的优势在于在所有的 LED 电流和电池电压条件下其效率都非常高，因为可以将输入电压升压至 LED 正向电压与电流阱净空电压之和。
电流检测的挑战在于精确和高效率，这是两个相互冲突的方面。电流检测/调节电路两端的净空电压越低，节约的电能就越多，但是这是以噪声灵敏度为代价的。
由于拍照手机应用中 LED 闪光功能使用的不那么频繁，这样一来我们就有了使用电感功率级来实现其他功能的想法。TPS6105x 器件不仅可以起到稳压电流源的作用，而且还可起到标准升压稳压器的作用。电压模式运行既可通过软件命令完成，也可通过硬件信号 （ENVM） 完成。
当为系统中其他高功率器件供电时（如 LED 驱动器、免提音频功率放大器或其他任何需要电源电压高于电池电压的组件），为了适当同步转换器该增加的运行模式可能会非常有用。
为了支持 LED 电流调节或输出电压调节，TPS6105x 器件实施了一种全新的多功能调节方案（请参见图 2），该方案实现了在两个控制环路间的无缝即时转换。
