大功率數碼管驅動電路的優化設計

由于光耦不僅具有隔離作用，還具有一定的電流放大功能，因此圖3所示的放大驅動電路具有較大的電流放大倍數，同時，具有較好的抗干擾性。但是，由于一個數碼管有7段，因此一個大功率數碼管需要7個如圖3所示的放大電路，勢必增加系統的復雜性，從而大大降低系統的可靠性。需要指出的是，采用三極管光耦放大電路來驅動大功率數碼管，選用共陰譯碼器(如74248)和共陰型數碼管較為方便。
為了簡化電路設計，也可采用CMOS系列的譯碼器CD4511。它具有BCD轉換、消隱和鎖存控制、7段譯碼及較大的驅動電流。可直接驅動較大功率的共陰型數碼管。該方案雖然電路設計較為簡單，但是，采用CD4511譯碼時數碼管顯示的數字“6”和“9”不夠美觀。
為了實現大功率數碼管驅動電流的放大，同時也使數碼管顯示的數字美觀規范，本文提出一款基于驅動器MC1413的大功率數碼管驅動電路設計。
MC1413是高耐壓、大電流達林頓陳列反相驅動器，由7個硅NPN達林頓管組成，每一對達林頓都串聯一個2．7 kΩ的基極電阻，在5 V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數據。MC1413輸出還可以在高負載電流并行運行，因此，接口電路連接比較簡單。

采用MC1413的大功率數碼管驅動電路原理圖如圖4所示。圖中VCC接5 V的芯片電壓，VDD接數碼管的工作電源電壓，例如供5英寸共陽數碼管的15 V電壓。由于采用的是74248譯碼器，與CD4511譯碼器相比，數碼管顯示的數字比較美觀。同時，由于MC1413工作電壓高，工作電流大，灌電流可達500 mA，并且能夠在關斷時承受50V的電壓，故可直接驅動功率數碼管而無需進行電流放大，從而既保證了驅動功率的要求，也大大簡化了電路設計，提高了系統的可靠性。
可見，采用圖4所示的MC1413驅動電路，電路結構簡單、穩定可靠，是驅動大功率數碼管的理想器件。

3 結語
這里設計了一款計時電路，實現秒、分和小時的計時。秒發生電路由NE555實現，采用了6只S50013B型5英寸共陽數碼管分別進行秒、分和小時的數字顯示，譯碼驅動電路采用大功率驅動電路，由MC1413實現5英寸數碼管的驅動。經長時間連續試驗測試，該樣機電路工作穩定可靠，電路芯片發熱正常。為了進行對比研究，將數碼管改由共陰譯碼器74248直接驅動。經長時間連續試驗測試，此時樣機電路工作極不穩定，電路芯片，尤其是74248嚴重發熱。根據以上實驗結果，可以得出以下結論：大功率數碼管不能簡單地用七段譯碼器直接進行驅動，其驅動電路必須進行功率放大設計；采用MC1413驅動大功率數碼管，電路結構簡單、穩定可靠，是驅動大功率數碼管的理想器件。