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适用于汽车应用的 VFD
接线图
2024年02月05日 10:49 154
admin
本文介绍了一种参考设计，用于在反激式拓扑中使用 MAX15005 电源控制器驱动真空荧光显示器 (VFD)。该设计为 VFD 提供多个输出电压，非常适合在汽车应用中使用。还提供了测试结果、原理图、材料和负载/线路调节测量结果。
本文介绍了一种参考设计，用于在反激式拓扑中使用 MAX15005 电源控制器驱动真空荧光显示器 (VFD)。该设计为 VFD 提供多个输出电压，非常适合在汽车应用中使用。还提供了测试结果、原理图、材料和负载/线路调节测量结果。
VFD 基础知识
真空荧光显示器 (VFD) 是一种常用于消费电子设备（例如盒式磁带录像机、汽车收音机和微波炉）的显示器。与液晶显示器 (LCD) 不同，VFD 发出非常明亮的光线，对比度清晰，并且可以轻松支持各种颜色的显示元素。该技术与阴极射线管和数码管都有关。然而，与 LCD 不同的是，大多数 VFD 在零度以下的温度下仍能正常工作，因此非常适合寒冷气候下的户外设备。
VFD 由三个基本电极组成：阴极灯丝、阳极（磷光体）和栅极，处于玻璃外壳内的高真空条件下。阴极由细钨丝组成，表面涂有碱土金属氧化物，可发射电子。栅极是薄金属网，可控制和扩散从阴极发射的电子。阳极是导电电极，其上印刷有磷光体以指示字符、图标或符号。从阴极发射的电子被施加到栅极和阳极的正电势加速；在与阳极碰撞时，电子激发磷光体发光。通过控制每个栅极和阳极上的正电势或负电势可以实现所需的照明图案。阳极和栅极需要直流稳压电压以避免显示器闪烁。为了驱动大型 VFD，阴极需要交流驱动以防止亮度倾斜，即显示器一侧与另一侧的亮度差异。建议使用 20 kHz 至 200 kHz 的频率范围，以避免可闻噪声和闪烁。
设计规格和设置
该参考设计采用针对汽车和 VFD 应用进行优化的 MAX15005 电源控制器。应用电路设计满足以下规格：
V(IN)：9V 至 16V 连续电压，5.5V 至 40V 瞬态电压
V（阳极）：18 mA（典型值）、58 mA（最大值）时为 77 VDC ±10%
V(GRID)：55 VDC ±10%，14 mA（典型值）、41 mA（最大值）
V（灯丝）：350 mA（典型值）、385 mA（最大值）时为 3.1 VAC ±10%
输出纹波：77V：1VP-P；55V：0.5VP-P
线路调节，VIN = 9V 至 16V：
– V（阳极）= ±3%
– V（栅极）= ±3%
– V（灯丝）= ±5%
负载调节：（参见下面的线路/负载调节数据部分）
开关频率：22kHz 温度：-40°C 至 125°C
波形测量
以下测试结果是由为评估电路而构建的板生成的。 测试条件：VIN=14V；电阻=3.3kΩ；RGRID=3.3kΩ；RFILAMENT = 8 Ω。
本文介绍了一种参考设计，用于在反激式拓扑中使用 MAX15005 电源控制器驱动真空荧光显示器 (VFD)。该设计为 VFD 提供多个输出电压，非常适合在汽车应用中使用。还提供了测试结果、原理图、材料和负载/线路调节测量结果。
VFD 基础知识
真空荧光显示器 (VFD) 是一种常用于消费电子设备（例如盒式磁带录像机、汽车收音机和微波炉）的显示器。与液晶显示器 (LCD) 不同，VFD 发出非常明亮的光线，对比度清晰，并且可以轻松支持各种颜色的显示元素。该技术与阴极射线管和数码管都有关。然而，与 LCD 不同的是，大多数 VFD 在零度以下的温度下仍能正常工作，因此非常适合寒冷气候下的户外设备。
VFD 由三个基本电极组成：阴极灯丝、阳极（磷光体）和栅极，处于玻璃外壳内的高真空条件下。阴极由细钨丝组成，表面涂有碱土金属氧化物，可发射电子。栅极是薄金属网，可控制和扩散从阴极发射的电子。阳极是导电电极，其上印刷有磷光体以指示字符、图标或符号。从阴极发射的电子被施加到栅极和阳极的正电势加速；在与阳极碰撞时，电子激发磷光体发光。通过控制每个栅极和阳极上的正电势或负电势可以实现所需的照明图案。阳极和栅极需要直流稳压电压以避免显示器闪烁。为了驱动大型 VFD，阴极需要交流驱动以防止亮度倾斜，即显示器一侧与另一侧的亮度差异。建议使用 20 kHz 至 200 kHz 的频率范围，以避免可闻噪声和闪烁。
设计规格和设置
该参考设计采用针对汽车和 VFD 应用进行优化的 MAX15005 电源控制器。应用电路设计满足以下规格：
V(IN)：9V 至 16V 连续电压，5.5V 至 40V 瞬态电压
V（阳极）：18 mA（典型值）、58 mA（最大值）时为 77 VDC ±10%
V(GRID)：55 VDC ±10%，14 mA（典型值）、41 mA（最大值）
V（灯丝）：350 mA（典型值）、385 mA（最大值）时为 3.1 VAC ±10%
输出纹波：77V：1VP-P；55V：0.5VP-P
线路调节，VIN = 9V 至 16V：
– V（阳极）= ±3%
– V（栅极）= ±3%
– V（灯丝）= ±5%
负载调节：（参见下面的线路/负载调节数据部分）
开关频率：22kHz 温度：-40°C 至 125°C
FSW = 22 kHz 时 MAX15005B 反激式转换器原理图。
上述规格的原理图如图1所示。在本设计中，MAX15005B用于反激式配置，以获得三个输出电压。波形测量
以下测试结果是由为评估电路而构建的板生成的。 测试条件：VIN=14V；电阻=3.3kΩ；RGRID=3.3kΩ；RFILAMENT = 8 Ω。
Ch1：MOSFET Q1 漏极电压 (VDRAIN)；Ch2：R13 上的电流检测电压 (VISENSE)。
测试条件：VIN=14V；电阻=3.3kΩ；RGRID=3.3kΩ；RFILAMENT = 8 Ω。
Ch1：阳极输出电压纹波；Ch2：电网输出电压纹波。
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