大功率数码管驱动电路的优化设计

摘要：对大功率数码管(LED)的功耗进行了分析和计算，指出大功率LED不能简单地用七段译码器进行驱动，而必须进行专门设计。以5英寸数码管为例，对其译码驱动电路进行了对比研究，指出在各种驱动电路中，基于数字芯片MC1413的驱动电路是最优设计。设计了实验电路，实验结果验证了理论分析的正确性和所提出方法的可行性。
关键词：大功率数码管；驱动电路；MC1413；优化设计

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数字系统大多需要进行数码显示，而显示器是进行数码显示不可或缺的组成部分。各种节日庆典、文娱等户外大型活动中，经常采用大功率数码进行显示器。然而，大功率数码管驱动困难，系统的热稳定性和抗干扰能力较差。同时，系统的过压、过流和瞬间掉电保持需进行专门的电路设计，而使系统更加复杂，也降低了系统的稳定性和可靠性，从而大大限制了数码管的广泛应用。本文针对大功率数码管的驱动问题，以5英寸数码管为例，对其功耗进行了分析和计算，设计了各种译码驱动电路并进行了对比研究，对驱动电路进行了优化设计。进行了样机设计，实验结果验证了理论分析的正确性和所提出方法的可行性。

1 数码管的译码驱动电路
1．1 典型的译码驱动电路
数码管按照其工作原理的不同有共阴和共阳两种，对应共阴和共阳两种常用的译码器，而对于高压大电流数码管的驱动，由于常用的译码器无法满足其驱动要求，因此，一般采用共阳数码管并采用对应的共阳译码器驱动，例如常用的74247译码器，其驱动电路如图1所示。

其中VCC接芯片系统电源(一般为+5 V)，VDD另接独立的高电压大电流电源，例如，对于5英寸数码管，其驱动电压大约为15 V。该电路从原理上来看是正确的，但是稳定性极差，特别是长期连续工作时性能更不稳定，原因在于译码器74247无法满足大功率数码管的驱动要求。