VFD 灯丝驱动电路的探索与改进

zhen_gj · 发表于 2012-2-19 21:14

本帖最后由 zhen_gj 于 2012-2-19 23:03 编辑

   在论坛里看到大家用VFD 8字屏做时钟，灯丝驱动部分基本上都是采用“电--磁--电”的传统方法来获得交流输出。虽然电路比较成熟，但使用元器件较多，调试相对复杂，不少人在这部分都感到比较棘手。
   本人近段时间也在学习坛里高手们的成果，也要做一个属于自己的VFD时钟，提高单片机方面的水平。先是对整个系统的各个局部单元做了解和实验，在灯丝供电部分准备采用H桥方式驱动，来获得交变的电压和电流。在此只是一个思路和试验，未免有不足之处，还需大家互相交流共同完善。
   H桥示意图如下，大家都是搞电子的，应该一看都懂，就不费口舌了。
H桥示意图.png

VFD灯丝通直流--左暗右亮：

正负极调换后--左亮右暗：

下面是使用TDA2822小功放板，简单改接成BTL电路后，用555电路产生信号来驱动灯丝的效果，原理图如下：
VFD灯丝驱动电路.png

效果是两边暗，中间亮。这个效果和使用工频变压器供电时效果相同，亮度不均是为了凸显效果、人为降低栅极电压造成的（即位和段的电压），此时为5.5V:

继续提高电压到6.5V：

到8.5V时，已经看不到亮度不均匀了：

9.5V:

12V时就很亮了，但没有下面图片中显示的那么亮，因为没开启手机闪光灯，反差过大。继续提高电压，亮度会继续增加。

   因为栅极的正常工作电压都会大于这个值，也就是我们常说的那个负压，所以亮度的均匀性已不必担心会显现。
   原理图中，调节可调电阻即可调节输出频率，频率越高，灯丝电压也越高。在通电试验前，先把栅极加上12V左右的电压，把电阻调到最大，输出接入灯丝；通电后往小阻值方向调节，直到发光亮度符合自己的要求，最后把可调换成等值电阻就可以了。因为不同的VFD屏起辉电压和亮度都不同，需要根据自己的情况来调节。我是用王老板的米字屏做的实验，亮度适合时，测试输出频率在1.5KHZ，可调电阻大约1.7K。
   开始想用手头的TDA7050T做实验，因为电路更简洁，性能指标也要好于2822，虽然输出功率稍小，但对于VFD灯丝来说已绰绰有余。结果找到的贴片TDA7050T却是齐根断了2个脚的，因此只能用2822做实验了。如果大家有兴趣并认为此方案可行，在整体设计时可以使用贴片的555和7050，体积和稳定性我认为都会优于常规磁电转换电路，成本也没有高到哪里去。
   同时画了一个测试VFD屏的简单电路，不少朋友手头有各种屏但不知怎么点亮，也不知段位对应的引脚，看下图可能会有所启发：
8位8字VFD测试图.PNG

这只是个8位8字示范图（不要和王老板的米字屏或其他8位屏对号入座），引脚最两边是灯丝（一般VFD都是如此），1~8是位引脚，a~dp是段引脚，很多屏有多种图案或特殊符号都可以通过引脚所接的跳线来判断其对应的段位，跳线全部插上为全亮，希望对各位朋友有帮助。
对于上面使用BTL电路做H桥驱动灯丝的应用方案，其可行性还得大家深入探讨，令其完善而有实际应用意义。

3381638 · 发表于 2012-2-19 21:37

思路不错啊！

ha2ying · 发表于 2012-2-19 22:20

本帖最后由 ha2ying 于 2012-2-19 22:24 编辑

这是很好的思路，灯丝供电是解决了，但负压怎么办？用个带负压输出的电源直接供电么？

zhen_gj · 发表于 2012-2-20 10:13

回复 3# ha2ying

负压部分暂时还没有试验到，这几天会不断深入，应该总有办法解决，多谢兄弟提醒！

apple88888 · 发表于 2012-2-20 11:13

会烧掉的吧
你直接用lm9022不就可以了

apple88888 · 发表于 2012-2-20 11:14

这个东西你不用做了，过几个月差不多杂志上会发表的

zhen_gj · 发表于 2012-2-20 12:38

本帖最后由 zhen_gj 于 2012-2-20 12:40 编辑

回复 5# apple88888

看了下LM9022的PDF，原理与我的思路是一致的，相当于H桥那部分，也需要输入信号，如果自身带有振荡器那就更方便了。不过这个IC可能是专门应用于VFD灯丝驱动方面，可靠性应该会更好。感谢你提供的资料给大家参考！

LM9022.pdf (262.26 KB, 下载次数: 661)

apple88888 · 发表于 2012-2-20 12:50

9022直接可以震荡的

apple88888 · 发表于 2012-2-20 12:52

你看一下你贴的这个pdf的p5,你这个设计的关键不是把直流转成交流，关键是高压部分的获得及与灯丝电压的连接。

zhen_gj · 发表于 2012-2-20 14:11

是的，开始看到那部分了，应该是自举升压电路，利用灯丝的交变脉冲来获得高压，是个好举措，尽管在上面的BTL中同样可以实现。

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