大功率數碼管驅動(dòng)電路的優(yōu)化設計

摘要：對大功率數碼管(LED)的功耗進(jìn)行了分析和計算，指出大功率LED不能簡(jiǎn)單地用七段譯碼器進(jìn)行驅動(dòng)，而必須進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設計。以5英寸數碼管為例，對其譯碼驅動(dòng)電路進(jìn)行了對比研究，指出在各種驅動(dòng)電路中，基于數字芯片MC1413的驅動(dòng)電路是最優(yōu)設計。設計了實(shí)驗電路，實(shí)驗結果驗證了理論分析的正確性和所提出方法的可行性。
關(guān)鍵詞：大功率數碼管；驅動(dòng)電路；MC1413；優(yōu)化設計

0 引言
數字系統大多需要進(jìn)行數碼顯示，而顯示器是進(jìn)行數碼顯示不可或缺的組成部分。各種節日慶典、文娛等戶(hù)外大型活動(dòng)中，經(jīng)常采用大功率數碼進(jìn)行顯示器。然而，大功率數碼管驅動(dòng)困難，系統的熱穩定性和抗干擾能力較差。同時(shí)，系統的過(guò)壓、過(guò)流和瞬間掉電保持需進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的電路設計，而使系統更加復雜，也降低了系統的穩定性和可靠性，從而大大限制了數碼管的廣泛應用。本文針對大功率數碼管的驅動(dòng)問(wèn)題，以5英寸數碼管為例，對其功耗進(jìn)行了分析和計算，設計了各種譯碼驅動(dòng)電路并進(jìn)行了對比研究，對驅動(dòng)電路進(jìn)行了優(yōu)化設計。進(jìn)行了樣機設計，實(shí)驗結果驗證了理論分析的正確性和所提出方法的可行性。

1 數碼管的譯碼驅動(dòng)電路
1．1 典型的譯碼驅動(dòng)電路
數碼管按照其工作原理的不同有共陰和共陽(yáng)兩種，對應共陰和共陽(yáng)兩種常用的譯碼器，而對于高壓大電流數碼管的驅動(dòng)，由于常用的譯碼器無(wú)法滿(mǎn)足其驅動(dòng)要求，因此，一般采用共陽(yáng)數碼管并采用對應的共陽(yáng)譯碼器驅動(dòng)，例如常用的74247譯碼器，其驅動(dòng)電路如圖1所示。

其中VCC接芯片系統電源(一般為+5 V)，VDD另接獨立的高電壓大電流電源，例如，對于5英寸數碼管，其驅動(dòng)電壓大約為15 V。該電路從原理上來(lái)看是正確的，但是穩定性極差，特別是長(cháng)期連續工作時(shí)性能更不穩定，原因在于譯碼器74247無(wú)法滿(mǎn)足大功率數碼管的驅動(dòng)要求。