探索MAX6922/MAX6932/MAX6933/MAX6934：高性能VFD管驅動器

在電子設備的設計中，真空熒光顯示器（VFD）因其高亮度、寬視角和良好的視覺效果，在眾多領域得到了廣泛應用。而要實現(xiàn)VFD管與微控制器或VFD控制器的有效連接，就需要性能卓越的驅動器。今天，我們就來深入了解一下Maxim公司推出的MAX6922/MAX6932/MAX6933/MAX6934系列多輸出、76V的VFD管驅動器。

文件下載：MAX6934.pdf

產(chǎn)品概述

MAX6922/MAX6932/MAX6933/MAX6934系列驅動器能夠將VFD管與微控制器或VFD控制器（如MAX6850 - MAX6853）進行連接。其中，MAX6922和MAX6934具有32個輸出，MAX6932有27個輸出，MAX6933則有28個輸出。此外，這些驅動器還適用于驅動電信繼電器。

接口特性

它們采用標準的4線串行接口（CLOCK、DATA、LOAD、BLANK），與其他VFD驅動器和控制器兼容。通過這個接口，數(shù)據(jù)可以方便地輸入到驅動器中。其中，高電平有效的BLANK輸入可以強制所有驅動器輸出為低電平，從而關閉顯示器，并自動使IC進入關斷模式。同時，通過直接對BLANK輸入進行脈寬調(diào)制（PWM），還可以控制顯示器的亮度。

級聯(lián)功能

MAX6922/MAX6932/MAX6934具有串行接口數(shù)據(jù)輸出DOUT，這使得任意數(shù)量的設備可以在同一串行接口上進行級聯(lián)，方便了系統(tǒng)的擴展。

雙極性輸出

MAX6932/MAX6933/MAX6934擁有負電源電壓輸入VSS，這使得驅動器的輸出擺幅可以實現(xiàn)雙極性，在許多應用中簡化了燈絲偏置。

封裝形式

MAX6922采用44引腳PLCC封裝，MAX6932和MAX6933采用36引腳SSOP封裝，MAX6934則有44引腳PLCC和TQFN兩種封裝可供選擇。

應用領域

該系列驅動器的應用非常廣泛，涵蓋了白色家電、游戲機、航空電子、儀器儀表、工業(yè)稱重、安全、電信、VFD模塊以及工業(yè)控制等多個領域。

產(chǎn)品特性

電氣特性

• 串行接口：具備5MHz的行業(yè)標準4線串行接口，邏輯電源范圍為3V至5.5V，能夠滿足不同的系統(tǒng)需求。
• 電源范圍：柵極/陽極電源范圍為8V至76V，MAX6932/MAX6933/MAX6934的燈絲偏置電源為 -11V至0V。
• 輸出能力：采用推挽式CMOS高壓輸出，輸出能夠持續(xù)提供40mA的源電流和4mA的灌電流，還能提供75mA的重復脈沖電流。并且，輸出可以并聯(lián)以實現(xiàn)更高的電流驅動能力。
• 輸出用途：任意輸出都可以用作柵極或陽極驅動器，增加了設計的靈活性。
• 亮度控制：BLANK輸入簡化了PWM亮度控制，方便用戶根據(jù)實際需求調(diào)整顯示器亮度。
• 溫度范圍：標準的工作溫度范圍為 -40°C至 +125°C，能夠適應各種惡劣的工作環(huán)境。

絕對最大額定值

在使用這些驅動器時，需要注意其絕對最大額定值。例如，VBB的范圍為 -0.3V至 +80V，VCC的范圍為 -0.3V至 +6V等。超過這些額定值可能會對設備造成永久性損壞。

引腳配置與功能

引腳說明

不同型號的驅動器引腳配置有所不同，但主要引腳的功能基本一致。例如，VBB是VFD電源電壓，DOUT是串行數(shù)據(jù)輸出，OUT_是VFD陽極和柵極驅動器，BLANK是消隱輸入，CLK是串行時鐘輸入，LOAD是負載輸入，DIN是串行數(shù)據(jù)輸入，VCC是邏輯電源電壓等。

功能實現(xiàn)

通過這些引腳，驅動器實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的輸入、輸出控制以及亮度調(diào)節(jié)等功能。例如，CLK的上升沿將數(shù)據(jù)加載到內(nèi)部移位寄存器，LOAD的上升沿將數(shù)據(jù)鎖存到輸出鎖存器，BLANK輸入可以控制輸出的高低電平。

詳細工作原理

4線串行接口

該系列驅動器使用4線串行接口，包括三個輸入（DIN、CLK、LOAD）和一個數(shù)據(jù)輸出（DOUT，僅MAX6922/MAX6932/MAX6934有）。CLK輸入作為接口時鐘，在其上升沿將數(shù)據(jù)移入移位寄存器；LOAD輸入在高電平時將數(shù)據(jù)從移位寄存器傳遞到輸出鎖存器，并在其下降沿鎖存數(shù)據(jù)；DIN是接口數(shù)據(jù)輸入，在CLK上升沿采樣時必須穩(wěn)定；DOUT則在CLK上升沿將數(shù)據(jù)從移位寄存器移出。

輸出特性

每個驅動器輸出都是一個壓擺率控制的CMOS推挽開關，在VBB和GND（MAX6922）或VBB和VSS（MAX6932/MAX6933/MAX6934）之間驅動。輸出上升時間總是慢于下降時間，以避免輸出轉換期間的直通電流。同時，輸出壓擺率足夠慢以最小化電磁干擾（EMI），又足夠快以不影響典型的100μs數(shù)字多路復用周期和顯示亮度。

使用注意事項

輸出電流與功率

每個輸出的連續(xù)電流源能力為40mA，輸出可以驅動高達75mA的重復峰值電流，但需要注意輸出的導通時間和占空比，以確保輸出功率耗散不超過連續(xù)情況下的耗散。在計算不同多路復用比下的最大電流時，可以使用公式 (I_{PEAK}=(grids × 1600)^{1 / 2} mA) 。

輸出并聯(lián)

同一封裝內(nèi)的任意數(shù)量的輸出可以并聯(lián)，以提高電流驅動能力或降低輸出電阻。但需要注意的是，只有在接口控制能夠保證輸出設置為相同電平時，才能直接并聯(lián)輸出。為了安全起見，可以使用二極管防止輸出灌電流，并需要一個外部放電電阻R。

功率耗散

在使用過程中，要確保所選封裝的最大封裝耗散額定值不被超過。對于靜態(tài)管驅動器和多路復用管驅動器，分別有不同的功率耗散計算公式。例如，靜態(tài)管驅動器的功率耗散公式為 (P{D}=(V{CC} × I{CC})+(V{BB} × I{BB})+((V{BB}-V{H}) × A × I{ANODE})) 。

電源考慮

驅動器需要多個電源電壓，因此需要使用0.1μF的電容器將VCC、VBB和VSS（僅MAX6932/MAX6933/MAX6934）電源引腳旁路到GND。在多路復用應用中，可能需要在VBB電源上添加一個1μF或更大的額外大容量電解電容器。

電源排序

電源排序的順序并不重要，但要注意避免在其他電源保持在最大額定值時將VCC、VBB和VSS的任意組合接地。同時，在邏輯電源VCC未工作時，不要驅動邏輯輸入。

驅動器級聯(lián)

MAX6922/MAX6932/MAX6934可以通過將每個驅動器的DOUT連接到下一個驅動器的DIN進行級聯(lián)。當 (V{CC} ≥4.5V) 時，設備可以以5MHz的CLK速度進行級聯(lián)；當 (V{CC}<4.5V) 時，較長的傳播延遲（tDO）會將最大級聯(lián)CLK限制為4MHz。

總結

MAX6922/MAX6932/MAX6933/MAX6934系列VFD管驅動器以其豐富的功能、出色的性能和廣泛的應用領域，為電子工程師在設計VFD顯示系統(tǒng)時提供了可靠的選擇。在實際應用中，我們需要根據(jù)具體的需求和系統(tǒng)要求，合理選擇驅動器型號，并注意各項使用注意事項，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。大家在使用這些驅動器的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。