VFD應(yīng)用指南(基本電路).pdf

1、六、基本驅(qū)動電路6.1.靜態(tài)驅(qū)動圖 23 是靜態(tài)驅(qū)動（static）的基本電路。燈絲電路施加與圖 9，10 相同的交流電壓，燈絲變壓器為中心抽頭接地，可不施加截止電壓。但是如燈 絲電壓較高，或因條件限制而不能采用中心抽頭而必須自燈絲的一側(cè)取出陰極電流時，就必須加上截止偏壓 （如圖 24 所示），否則將產(chǎn)生漏光現(xiàn)象。柵極在此為控制電極，以脈沖電壓進(jìn)行截波（CHOPPING），并根據(jù)占空比（Du）調(diào)整亮度；除了靜止顯 示的情況以外，一般都始終施加直流正電壓，成為加速電極，使其正常工作。陽極必須將所有筆段分別與周圍電路連接（除了部份可共同連接的筆段以外），但是在位數(shù)多、或陽極 （筆段）數(shù)多的情況下采

2、用靜態(tài)驅(qū)動并不合適，因其電路布線復(fù)雜，元器件數(shù)也相應(yīng)增多。而在位數(shù)少、或 因動態(tài)驅(qū)動有高頻噪聲干擾的問題、及因車用電源成本的考慮，而要求低電壓下獲得高亮度時，靜態(tài)驅(qū)動是 最適當(dāng)?shù)尿?qū)動方式。圖 23. 靜態(tài)驅(qū)動的基本電路6.2.動態(tài)驅(qū)動圖 24 是動態(tài)驅(qū)動的基本電路與電位關(guān)系，圖 25 是柵極（位數(shù)）與陽極（筆段）上脈沖信號的時序。在 每個分離出來的柵極上，順序施加配合圖 25 的位數(shù)信號的脈沖電壓，在陽極上則施加配合柵極掃描信號的脈 沖電壓（圖 25 下方以“1234”所示的 4 位數(shù)）。燈絲采用一般的交流電壓，并利用燈絲變壓器的中心抽頭上的穩(wěn)壓二極管（ZENER DIODE）所獲得的截止 偏

3、壓，以消除漏光。如果陽極、柵極電流匯合的陰極電流的取出點(diǎn)不在燈絲變壓器的中心抽頭，而在燈絲的 單側(cè)，則截止電壓就必須更大，其原因自圖 7圖 10 可明白看出。在關(guān)閉脈沖信號時，為加快振蕩衰減，在輸出線與柵極之間必須加上下拉電阻（PULL DOWN）。而在已施 加電壓（ON）的狀態(tài)下，下拉電阻則是一種與顯示屏并聯(lián)的負(fù)載，會消耗無效電力，因此取值不能太小，反 之，如果取值太大，容易產(chǎn)生振蕩，或因尖峰電壓（SPIKE NOISE）而有漏光的現(xiàn)象，通常以數(shù) 10K（歐姆） 左右最為合適。一般市面上的驅(qū)動用 CPU 或驅(qū)動器都掩膜有下拉電阻（ACTIVE PULL-DOWN）。圖 24 即為 CPU 掩

4、膜下拉電阻的例子。第 1 頁圖 24. 動態(tài)驅(qū)動的基本電路與電位關(guān)系另一方面，圖 25 中以 tb 來表示消隱時間（BLANKING）。一般情況下，掃描信號的脈沖不可能是標(biāo)準(zhǔn)的矩 形方波，這種掃描脈沖存在著上升和下降沿延遲時間，如果脈沖之間沒有消隱時間，就會產(chǎn)生信號的部分重 疊，而產(chǎn)生錯誤的顯示或漏光。在設(shè)計應(yīng)用電路掃描信號時，每位之間應(yīng)設(shè)置大約 1020s 的消隱時間， 若消隱時間過長，則掃描占空比減小，導(dǎo)致亮度減低。其次，為了避免因肉眼的視覺殘留造成閃爍的現(xiàn)象，脈沖的周期 T 必須設(shè)定在 20ms 以下，特別在觀察者 移動時，更易產(chǎn)生閃爍的現(xiàn)象，所以最好能在 10ms 以下。此外，如果燈絲

5、電源的頻率接近柵極、陽極驅(qū)動頻率時，由于相互的電位關(guān)系，頻率差將導(dǎo)致亮度閃爍 的現(xiàn)象。另一方面，當(dāng)柵極、陽極的驅(qū)動頻率與燈絲的固有振動頻率相等或接近整數(shù)倍時，燈絲因外力而振動時， 因電極間尺寸的細(xì)微變化，及柵極、陽極驅(qū)動信號的相互作用，形成閃爍的現(xiàn)象。因此，在選擇燈絲電源頻 率及亮度調(diào)整時，要作周全的考慮。根據(jù)上述理由，柵極掃描的速度愈快亮度均勻性愈佳，最好在 200Hz 以上。占空比（Du）大致上，可依 據(jù)柵極數(shù)（計時分割數(shù)）與熄滅時間的脈沖振幅比率來決定，因此設(shè)定工作條件時，須根據(jù)前述的工作領(lǐng)域 特性，從所需亮度及 Du 求出陽極、柵極電壓。第 2 頁圖 25. 柵極（位數(shù)）與陽極（筆劃）

6、信號的時序6.3.驅(qū)動器件無論是動態(tài)或靜態(tài)驅(qū)動，一般多采用 TTL 或 CMOS 數(shù)字電路作信號輸出，也可采用直接驅(qū)動熒光顯示屏 的單片機(jī)或?qū)Ｓ抿?qū)動芯片。電路的構(gòu)成如圖 26圖 29 所示，可大致分為串聯(lián)輸入/并聯(lián)輸出及并聯(lián)輸入/并聯(lián)輸出兩種方式。根據(jù) 電源的供給方式則可分為正電源供電和負(fù)電源供電兩種。驅(qū)動器件可采用單個晶體管（TRANSISTOR）或電阻來構(gòu)成，但為了簡化電路我們推薦使用市場出售的各 種專用驅(qū)動 IC。第 3 頁圖 26.電路之一例圖 27.電路之一例（正電源型串聯(lián)輸入/并聯(lián)輸出）（負(fù)電源型并聯(lián)輸入/并聯(lián)輸出）圖 28. 電路之一例圖 29. 電路之一例圖（正電源型串聯(lián)輸入/

7、并聯(lián)輸出）（負(fù)電源型并聯(lián)輸入/并聯(lián)輸出）七、VFD 電源及特性要求7.1.典型供電電路 電源可分為兩類：第一類，工業(yè)市電經(jīng)變壓器降壓和整流后產(chǎn)生規(guī)定的電壓，如圖 30 所示。第二類，直流電源（如電池組）經(jīng) DC/DC 變換產(chǎn)生規(guī)定的電壓，如圖 31 所示。 邏輯電源和陽柵極的電源不同，是實(shí)用電路構(gòu)成的供電要求不一致決定。 在驅(qū)動電路中，電壓參照點(diǎn)設(shè)在接地點(diǎn)，和熒光顯示屏電壓參照點(diǎn)設(shè)在燈絲的變壓器中心抽頭或燈絲的端頭是不一樣的，在使用中要特別注意。第 4 頁圖 30. 市電供電典型原理圖圖 31. DC/DC 變換電路例圖7.2.電源的特性要求 7.2.1.燈絲電源A、設(shè)定值：必須是相應(yīng)規(guī)格的額

8、定值（有效值）。 如果不能按照額定值設(shè)定，必須是在額定值的10%以內(nèi)波動，或更小的偏差。 B、波動范圍：必須是相應(yīng)規(guī)格額定值的10%。 C、電流容量：在最大規(guī)范值時不得有電壓降落。D、頻率：AC 驅(qū)動，高于音頻小于 1MHz，以工業(yè)市電為特例，而與柵極掃描頻率絕對值之差應(yīng)是 30Hz 或更大。E、波形：AC 驅(qū)動時，用正弦波或除尖峰脈沖外的其它任何波形。 F、中心抽頭：在交流電驅(qū)動下，務(wù)必設(shè)置中心抽頭。7.2.2.柵極和陽極電源 A、設(shè)定值：是相應(yīng)規(guī)格所要求的額定值。如果設(shè)定值偏離額定值，必須不超過最大值。包括波動范圍，當(dāng)截止電壓是用穩(wěn)壓二極管取得時，截止電壓加上陽極或柵極電壓的值必須是電源的設(shè)定值。 B、波動范圍：必須是相應(yīng)規(guī)格