电路基础教程

电路基础教程VFD原理及基本电路上海三星真空电子器件有限公司2023-02-05VFD的结构2023-02-05VFD的剖面图2023-02-05VFD的工作原理在灯丝两端加上电压后,灯丝会发热,达到一定的温度后(正常工作温度600ºC)涂在灯丝上的三元碳酸盐(钡（Ba）、锶（Sr）、钙（Ca）的氧化物)放出热电子,若此时在栅极和阳极上加有相对于灯丝的正电压则电子向栅极和阳极飞去,撞击印刷在阳极上荧光粉,使荧光粉发光

2023-02-05(+),(-)(-)(+)(-)(+)(+)AnodeFilamentGride-NotLightingLighting工作原理(1) (2) (3)2023-02-05VFD驱动方框图2023-02-05一、VFD驱动方式1.灯丝的驱动方式灯丝的供电方式:(1)直流(包含直流脉冲)(2)交流驱动方式及基本电路2023-02-05正弦波矩形波(Duty≒50%)脉冲(Duty<<50%)波形VOVOVPtpT缺点优点低噪声(单一频率)Ef供电电压低&无闪烁Ef=Vo/√2Ef=VoEf=VP*(tp/T)0.5截止电压低&无闪烁Ef供电电压高(截止电压高)强噪声 灯丝驱动方式交流(AC)直流(DC)直流电源

VDEf=VD强噪声低成本低噪声亮度不均类别2023-02-05开关电源的噪声DCInputSMPSEf电压Vh电压DriverICVFDPANELACtypeDCtypeEf静态动态EbcPWM电源推挽电源<波形><电路><频率范围>正程&逆程输出(电流&电压)自激振荡电源(电流&电压

振荡器)FFT矩形波产生谐波

噪声(3,5,7Fw)正弦波不产生谐波

噪声2023-02-05驱动方式的噪声波形频率范围结论EfAC:Fw=100Khz)GridAC(动态):Fw=200HzEf/GridDC(静态):Fw=0HzFFT最好的驱动方式为:EfDC&栅极静态驱动由于车用产品的应用环境和操作条件DC供电不产生谐振噪声2023-02-05灯丝交流驱动电路(centertap)2023-02-05灯丝交流驱动电路的电势图2023-02-05灯丝交流驱动电路(sidetap)2023-02-05灯丝交流驱动电路的电势图2023-02-05灯丝脉冲驱动电路2023-02-05均方根值灯丝电压有效值的计算2023-02-05灯丝直流驱动电路2023-02-052.栅极、阳级驱动方式

正极性驱动(Positive)负极性驱动(Negative)+VDISPVKGND+5VDCGNDVK-VDISPEb,EcEb,EcEkEk2023-02-05

VFD驱动电路框图正极性驱动(Positive)负极性驱动(Negative)Driver

VFD+5VDC-VDISP+5VDC-VDISPGND+Driver

VFD+5VDC+VDISPGND+VDISP+5VDC+2023-02-05静态驱动电路2023-02-053.电源及驱动电路方框图2023-02-05变压器供电电路图2023-02-05正极性驱动方式DC-DC变换电路2023-02-05负极性驱动方式DC-DC变换电路2023-02-05直流驱动的亮度差异阳极驱动电路(AnodeSeelctionCircuit)栅极扫描电路(GridScanningCircuit)F(+)F(-)EK(VDC)Ef(VDC)VH(VDC)L(+)=K*

(VH–EK–Ef)2.5L(-)=K*

(VH–EK)2.5*为避免两端亮度差,必须减小F(+)端灯丝到栅级的距离(Lg).2023-02-05交流驱动的亮度差异VDISP亮度Ebc变化范围LC=Ebc2.5LEDGEVO=Ef/√2LMIN=(Ebc-VO)2.5LMAX=(Ebc+VO)2.5timetime使用center-tap时两端的亮度要比中心高若使用side-tap则亮度差异比使用center-tap时还要大.Ef(t)=VO*sinωt2023-02-05截止电压的设定p1p2G2(+)G1(-)G3(-)Vo|Ek|>Vo正弦波

1)CenterTap:Vo=Ef/√22)SideTap:Vo=√2*Ef矩形波1)CenterTap:Vo=Ef/22)SideTap:Vo=Ef需另考虑的因素:1)阳极驱动电压(Eb)2)灯丝与栅网的距离(=lg)lg(+)(+)2023-02-05无Ek的情况

+VDISPVKGNDEb,EcEk=0V漏光2023-02-05不稳定区 稳定区 过热区饱合点灯丝电压与亮度的关系2023-02-05荧光粉的延时特性脉冲宽度>=40us以上,否则不能正常点亮2023-02-05信号延迟产生漏光2023-02-05VFD控制器的特征及应用单片控制器分列控制器Controller(Built-inDriver)

VFD+5VDCVDISP

VFDDRIVER+5VDCVDISPController方框图应用领域家用,车用时钟16-Character,兼容LCD车用控制板,信息中心常用模块,图形显示模块控制器分类

可编程

MCU

标准控制器

通用

MCUASIC(GateArray)2023-02-05常用VFD驱动芯片制造商型号(输出引脚数)驱动ICNECuPD16306(64),16310(40),16326(32)OKIMSC1164(20),1162(40)ToshibaTB2104(20),TD62C950(40)SupertexHV518(32),5812(20),3418(64)控制器NECuPD16311(12A+16G),16312(11A+11G)OKIMSC1205(32A+2G),ML9211(56A+3G)SanyoLC7573(19A+2G),LC7574(37A+2G)内置

CG-ROMNECuPD16314(5*7Dot,2x24)OKIMSC1937(14-seg,1x16),MSC9206(5*7,1x16)SanyoLC75710(5*7Dot,1x16)2023-02-05单倍双倍三倍四倍差极好好极好显示质量>50V>50V>40V>40V驱动电压差差好生产能力好低高很高驱动电路成本(由像素决定)很低举例(输出引脚数)64x64128x32192x16256x64256x32G64+G64=128G128+A32=160G192+A16=208G256+A64=320G256+A32=288G64+A128=192G128+A64=192G192+A32=224G256+A128=384G256+A64=320G32+A192=224G64+A96=160G96+A48=144G128+A192=320G128+A96=224G32+A256=288G64+A96=160G96+A64=160G128+A256=384G128+A128=256栅极类型线栅线栅网栅网栅点阵对照2023-02-05G1G2G3G4G5G6A1A2A3A4GmGm+1.....An-1An.....A1A2A3A4G1G2G3G4G5G6GmGm+1An-1An..........点阵型VFD的驱动

单倍点阵2023-02-05G1G2G3G4G5G6A1A2A3A4B1B2B3B4GmGm+1An-1AnBn-1BnG1G2G3G4G5G6A1B1A2B2AnBnGm+1Gm双倍点阵2023-02-05BnCnG1G2G3A1B1C1A2B2C2AnGm/2G1G2G3Gm/2A1B1C1A2B2C2A3B3C3An-1Bn-1Cn-1AnBnCn三倍点阵2023-02-05AnBnCnDnG1G2G3A1B1