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关于1.8英寸数码管驱动电路设计遇到的问题请教

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楼主
xiaoyu9632|  楼主 | 2007-6-5 11:03 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
左边那幅图是论坛中一位叫杨真人的高手指点我如此修改的,但是一些地方我还是不明白,理解的不清楚.

能给我更加详细的解释下吗?理论和实践相结合的时候脑子里常范糊涂.
1/r4改为10k-100k,我的理解是更加的增大输入阻抗,还有甚么其他作用吗?
2/去掉电容加个电阻,这个阻值应该怎么去计算呢?
3/r5接到集电极而不是发射极,我感觉这样修改很好,但是我又说不出好的理由,也就是一点朦胧的感觉,却解释不清楚.

真是不好意思.我的数码管是1.8英寸的,8段,每段的驱动电流推荐值是10ma-25ma,8段就是至少80ma以上,而每段是由三个led串联(内部电路),每个led的启动电压为1.8v,所以要点亮数码管的电压必须高于5.4v.不知道这些信息说清楚没有,谢谢各位兄台指点. 

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沙发
maychang| | 2007-6-5 11:17 | 只看该作者

替真人答

1、R4不能太小,太小了费电,该电阻用10k可行,10k已经要耗1mA以上。
2、R2目的是Q6导通时限制通过Q1的基极电流。如果没有R2而Q1发射极又接到电源,Q6导通时集电极通过Q1基极-发射极到电源,电流将非常大,两个管子都可能烧毁。R2值应该根据Q1需要的基极电流计算,稍减小一些(让Q1充分饱和)。
3、发射极接电阻是负反馈,这里是开关工作,并不需要负反馈。

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板凳
maychang| | 2007-6-5 11:19 | 只看该作者

电源用12V有点太高,9V足够

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地板
xiaoyu9632|  楼主 | 2007-6-5 11:53 | 只看该作者

谢谢楼上两位兄台

我理解的更深了些,电源我可能最后会用9v的,我会好好实践下.我整理下后遇到问题在请教

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5
杨真人| | 2007-6-5 16:06 | 只看该作者

回复楼主

//
楼主: 关于1.8英寸数码管驱动电路设计遇到的问题请教 
...
数码管是1.8英寸的,8段,每段的驱动电流推荐值是10ma-25ma,8段就是至少80ma以上,而每段是由三个led串联(内部电路),每个led的启动电压为1.8v,所以要点亮数码管的电压必须高于5.4v.不知道这些信息说清楚没有,谢谢各位兄台指点. 
// 
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>


请正确书写单位符号!这是一种态度!知识改变人生,态度决定一切。

下面分析过程依据上面附图左半部。
不知道你这些数据来源可靠不。假设都是正确的算。
每位电流:25mA*8=200mA
LED以外的电压差:12V-1.8V*3=12V-5.4V=6.6V
现在假设位驱动管压降为0.7V,段驱动管压降0.7V。
则R5上的
电压:6.6V-0.7V-0.7V=5.2V
电阻:5.2V/0.2A=26Ω  根据常用电阻参数系列选用27Ω。(楼主是用了51Ω,作为段驱动吗?)
功耗:5.2V*0.2A=1.04VA
在这个参数下,R5不会太烫。
*(如果你会,可以测量和计算一下以前的电路为什么烫。这不是鄙视你,而是你的确没有这么做的想法,至少没去做过)
可见,压差越大,功耗也越大。8V-9V电压比较合适。但下面计算依然以12V电源为准。

设  Q1=8550 with HFE=100
IB=IC/HFE=200mA/100=2mA.
为保证饱和,定为Q1_IB>=2.4mA。

R40 的计算:
设Q1_VEB=0.7V     (即VBE=-0.7V,这个是PNP管)
(我在这没有查资料都一律“设”一个参数,这不是正规工程做法。只不过是希望你能自己去查,比我代你查更有意义。)
12V-Q1_VEB-Q6_VCE=12V-0.7-0.7=10.6V
Q1_IB>=2.4mA    (前面已经选定)
则 R40=10.6V/2.4mA=4.417K。
从常用电阻参数系列中选接近数值4.3K。
因此实际Q1_IB=10.6V/4.3K=2.465mA

设 Q6饱和时压降为Q6_VCE=0.7V
则R4上的
电压:12V-0.7V=11.3V
电流:11.3V/10K=1.13mA
=> Q6_IC=2.465mA+1.13mA=3.53mA

设 Q6_IB=0.05mA   (这里纯粹假设!实际自己查资料和计算)
则 Q6_HFE=3.53/0.05=71.9
=> 我们只要用HFE>=71.9的9013即能满足Q6的工作要求。
特别提醒楼主,一般位驱动不限流,段驱动限流。不然点亮段数多了亮度正常,段少了亮度就会过高。因此R5也不要了,打散到段里。你自己考虑考虑。如果R5本来就是为段驱动设计,那么我算的结果不合适。
//END//
BTW,回这个帖我很费神。在想教会你我有什么好处么?你的班我来上,你的工资给我花,好不好?本“总工”下岗中。

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6
xiaoyu9632|  楼主 | 2007-6-5 16:46 | 只看该作者

谢谢杨真人

诚心谢谢你,我本是学软件的,慢慢的看了些硬件,属于看着设计好的硬件写程序的那类,基础不行,当自己设计的时候以为很简单,我焊接上去试验的,只是因为学识不足,完全没有那个概念,现在感觉好多了,我会去好好弥补不足的.

以你的能力肯定能找很好的工作的,不象我.

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7
maychang| | 2007-6-5 16:55 | 只看该作者

搞单片机,是要直接接触硬件的

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8
cyh| | 2007-6-5 22:02 | 只看该作者

我看是白算了

按R5=27欧,假设数码管显示"1",则每段电流为100mA,早超出了LED的最大电流,其结果是数码管用不了多少时间就要坏了,这种错误的电路算了也算是白算.

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9
杨真人| | 2007-6-6 00:57 | 只看该作者

嗯,要改电路。

如果是位驱动,R5应该打散到各段驱动中。因此限流电阻要重新计算。

具体我就不算了。楼主自己试试看,希望能掌握这些设计思路。
相信欧姆定律和基尔霍夫定律楼主都学过,但是面对实际问题时能不能灵活运用这些知识是另一回事。

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maychang| | 2007-6-6 07:19 | 只看该作者

坛里很多帖都有这个问题

这是电路最基本的计算,欧姆定律是初中物理课内容,可是不知道为什么,总是不会或者不愿意做这些计算。
做硬件,应该经常在手边放一个计算器。

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xiaoyu9632|  楼主 | 2007-6-6 08:04 | 只看该作者

我解释下

我这个电路只是驱动一个数码管的,也就是属于位驱动,诚如楼上所言,1-个数码管我配10个类似的电路模块,所以杨真人所说我很理解。现在我也知道如何计算了,我正在购买相关器件,调试完毕过后在告诉你们。

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xiaoyu9632|  楼主 | 2007-6-6 08:09 | 只看该作者

怎么说呢?

数码管是共阳的,我这个电路是给这个公共端一个高电平,而在段驱动那段我会用单片机经过非门或者374来驱动,也就是每段的驱动电流是分散的,而在公共端要承受200mA的电流,所以这样设计应该不会有问题吧,如果就这一块电路来驱动10个数码管当然是不行的,可能是我前面没有介绍清楚。

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13
xiaoyu9632|  楼主 | 2007-6-6 08:15 | 只看该作者

位驱动不限流,段驱动限流

这点让我清醒不少,我想我可能去掉r5然后在段驱动那端加上电阻,这点我会在试验完毕过后回复此贴

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14
conwh| | 2007-6-6 08:30 | 只看该作者

R4可以去掉

R40的计算,主要是依据Q1的Ice。Q1的Ice如果取20mA,那么像这样的小功率管,电流的放大倍数一般在100多,所以基极电流取200uA,再考虑管子的离散性和近似计算法带来的误差,那么基极电流取500uA,R40取24K(取22K)即可。R5的计算也应该采用近似取值就行了。

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杨真人| | 2007-6-6 10:39 | 只看该作者

注意电流反灌,建议用三极管阵列驱动

用单片机经过非门或者374来驱动

注意电流反灌, 建议用三极管阵列驱动. OC输出.

如果只用1个LED8, 则位驱动可省略. 段驱动用可无输出实现消隐.

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16
xiaoyu9632|  楼主 | 2007-6-7 11:50 | 只看该作者

疑问

依据推算我目前去掉了R5,R40的值改为4.3K,R4为50欧姆,将R5打散到段里,每段接的电阻阻值我根据12V-5.4V-0.7V=5.9V.5.9V/20mA=295我取300欧姆,暂时我还是用的374驱动,结果亮度上面还可以,将电阻小些的话应该更亮,但是我感到疑问的是目前每段都会被点亮,我想是不是因为任何情况q1都会被导通呢?因为按照图设计的电路q1基极端电压总是比q1集电极端电压低而导致导通呢?按照道理说,如果q6没有导通,那么电流为0也就是q1的基极端应该也为12v呀
,哪位高人告诉是甚么原因呢?可能

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17
杨真人| | 2007-6-7 22:50 | 只看该作者

电流已经反灌了.停止使用374

不烧掉算你走运.

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18
杨真人| | 2007-6-7 23:23 | 只看该作者

把你完整电路帖出来吧.

哎……

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19
linjing| | 2007-6-7 23:38 | 只看该作者

ULN2803,8路 50V OC 输出

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20
maychang| | 2007-6-8 00:17 | 只看该作者

回楼主

“暂时我还是用的374驱动”,“但是我感到疑问的是目前每段都会被点亮”

唉!
在15楼真人已经告诉你注意电流反灌,过了一天多你来问每段都亮是什么原因。

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