基于一种EDLC作为辅助电源的LED闪光电路设计

前言

近年来由于对LED的性能发展和节能的日益关注，LED被用于照明、超薄电视机的背光等等各种各样的用途，今后更有望作为各种设备的光源而被广泛应用。其中高亮度LED可用作为相机摄影用的光源。如今，像智能手机、数码相机、数码摄像机等便携式设备中都安装了高亮度的摄影用光源LED，作为动画摄影时的火炬之光以及静止摄影时的闪光被使用。由于LED今后性能的不断提高，可能会被更广泛的用于拍摄场景。

LED闪光及课题

LED具有这一特征，由控制通过的电流量及时间来调整其自身亮度。因此适用于拍摄场景，使得广泛应用静止摄影时的闪光和动态摄影时的火炬之光成为可能。

图1（左）为一般的LED闪光电路结构。LED的电源为电池，因此流入LED的电流为电池的性能所制约。因此明亮度也受到制约。为了配合LED性能的提高及摄影的情况，则需要更明亮的发光，因此必须大电流流向LED。在此，图1（右）为电气双层电容器（EDLC）作为辅助电源来使用的电路结构。在这一电路中，电池无法提供的大电流可以由EDLC来提供，因此与电池的限制无关，LED也能更明亮的发光。

图1：LED闪光的电路结构（左：无EDLC、右：使用了EDLC）

图2中EDLC作为辅助电源，显示了8A的电流流入LED时的数据。得出的结果是超过了1，000lux的亮度。

图2：使用了EDLC，大电流（8A）驱动LED时的发光特性

最适合LED闪光系统的村田制作所的EDLC

为了在极短的时间内向LED提供大电流，作为辅助电源被使用的充电粒子的特性要求容量大、内部电阻低。此外，为了在不同环境下能提供稳定的电流，在大温度范围内内部电阻低且稳定也是必要条件。

EDLC可能实现大容量，因为原理上不会有化学反应的蓄电构造与电池相比能够减少内部电阻。村田制作所的EDLC不论电极材料还是构造都是最适合的，虽然是小型、超薄的轻包装，却在大温度范围下实现了低电阻（数十mΩ），以及大容量的电容器。因此，使大电流A在大温度范围内能低损耗放电。为此，可以在数十毫秒到数百毫秒间向LED提供一般手提设备的电池难以提供的超过2A的大电流。（参考图3）

图3：放电特性 （2.7V/700mF/30mΩ产品）

表1为村田制作所的EDLC产品一览，图4为使用了我公司EDLC的LEDflach演示板。这个系统能在33毫秒内向LED提供最大为8A的大电流。（可控制在2A-8A/10-60毫秒）

图4：使用了EDLC的LED闪光演示板

今后的发展

作为智能手机、数码摄像机中摄影用灯的LED被广泛使用。这些机器中EDLC用作LED的辅助电源，能实现更明亮的闪光。另一方面，数码相机使用了疝气管闪光系统，具有易控制、省电省空间的特征，有望替代LED。至今为止，能通较大电流的电路系统、高发光率的LED都需要大容量和低电阻的EDLC。

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