汽車中的真空管熒光顯示器(VFD)參考設計

2 VFD設計基礎
真空管熒光顯示器(VFD)是消費類電子設備中一種常見的顯示器。廣泛用于錄像機、車載收音機、微波爐等。與液晶顯示器(LCD)不同，VFD發(fā)光亮度較強，而且對比度比較清晰，能夠方便地支持不同顏色的顯示單元。該項技術與陰極射線和陰極管有關，與LCD不同，大多數(shù)VFD能夠在零度以下保持有效工作，非常適合寒冷氣候下的戶外設備。
VFD包含3個基本電極，即陰極燈絲、陽極(磷光物質(zhì))和柵極，一個高真空玻璃殼。陰極由鎢絲、堿土金屬氧化物涂層(發(fā)射電子)組成。柵極為金屬絲，用于控制并傳輸陰極發(fā)射的電子。陽極為到電極，鍍有磷光物質(zhì)，用于顯示字符、圖表或符號。陰極發(fā)射的電子在柵極和陽極之間的正向電壓作用下加速，撞擊陽極后，電子激發(fā)磷發(fā)光。通過控制柵極和陽極的正壓或負壓能夠獲得所要求的亮度模板。陽極和柵極需要直流穩(wěn)定電壓供電，以避免顯示器閃爍。為了驅(qū)動大型VFD，陰極需要交流驅(qū)動，以避免亮度偏差，例如，在顯示器兩側出現(xiàn)不同的亮度等級。推薦使用20~200 kHz范圍內(nèi)的工作頻率，以避免可聞噪聲和閃爍。

3 設計規(guī)格和電路設計
本參考設計對MAX15005電源控制器進行優(yōu)化設計，可理想用于汽車和VFD設備。
應用電路設計滿足以下規(guī)格：
VIN：9～16 V連續(xù)變化，5．5~40 V瞬變；VANODE：77VDC±10％，18 mA(典型值)、58 mA(最大值)；VGRID：55VDc±10％，14 mA(典型值)、41 mA(最大值)；VFILAMENT：3．1VAC±10％，350 mA(典型值)、385 mA(最大值)；輸出紋波：77 V：1VP-P；55 V：0．5VP-P；電源調(diào)節(jié)率VIN為9～16 V，VANODE=±3％，VCRID=±3％，VFILA-MENT=±5％；負載調(diào)節(jié)率：參考電源／負載調(diào)節(jié)率數(shù)據(jù)部分；開關頻率：22 kHz；溫度：-40℃～125℃。
滿足上述規(guī)格的電路原理圖如圖1所示，該設計中，MAX15005B配置為反激架構，以獲得_三路輸出電壓。