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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 发表于 2007-6-5 11:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
驱动电路设计, 数码管驱动, LED, 电压, 驱动电流
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.<br /><br />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.<br />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?<br />2/去掉电容加个电阻,这个阻值应该怎么去计算呢?<br />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.<br /><br />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.&nbsp;<br />
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maychang 发表于 2007-6-5 11:17 | 显示全部楼层

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。<br />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)。<br />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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maychang 发表于 2007-6-5 11:19 | 显示全部楼层

电源用12V有点太高，9V足够

  
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 楼主| xiaoyu9632 发表于 2007-6-5 11:53 | 显示全部楼层

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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杨真人 发表于 2007-6-5 16:06 | 显示全部楼层

回复楼主

//<br />楼主：&nbsp;关于1.8英寸数码管驱动电路设计遇到的问题请教&nbsp;<br />...<br />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.&nbsp;<br />//&nbsp;<br />&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt&gt<br /><br /><br />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。<br /><img src="https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20076/20076511228338.gif"><br />下面分析过程依据上面附图左半部。<br />不知道你这些数据来源可靠不。假设都是正确的算。<br />每位电流：25mA*8=200mA<br />LED以外的电压差：12V-1.8V*3=12V-5.4V=6.6V<br />现在假设位驱动管压降为0.7V，段驱动管压降0.7V。<br />则R5上的<br />电压：6.6V-0.7V-0.7V=5.2V<br />电阻：5.2V/0.2A=26Ω&nbsp;&nbsp;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？）<br />功耗：5.2V*0.2A=1.04VA<br />在这个参数下，R5不会太烫。<br />*（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）<br />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。<br /><br />设&nbsp;&nbsp;Q1=8550&nbsp;with&nbsp;HFE=100<br />IB=IC/HFE=200mA/100=2mA.<br />为保证饱和，定为Q1_IB&gt=2.4mA。<br /><br />R40&nbsp;的计算：<br />设Q1_VEB=0.7V&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;（即VBE=-0.7V，这个是PNP管）<br />（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。）<br />12V-Q1_VEB-Q6_VCE=12V-0.7-0.7=10.6V<br />Q1_IB&gt=2.4mA&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;（前面已经选定）<br />则&nbsp;R40=10.6V/2.4mA=4.417K。<br />从常用电阻参数系列中选接近数值4.3K。<br />因此实际Q1_IB=10.6V/4.3K=2.465mA<br /><br />设&nbsp;Q6饱和时压降为Q6_VCE=0.7V<br />则R4上的<br />电压：12V-0.7V=11.3V<br />电流：11.3V/10K=1.13mA<br />=&gt&nbsp;Q6_IC=2.465mA+1.13mA=3.53mA<br /><br />设&nbsp;Q6_IB=0.05mA&nbsp;&nbsp;&nbsp;(这里纯粹假设！实际自己查资料和计算）<br />则&nbsp;Q6_HFE=3.53/0.05=71.9<br />=&gt&nbsp;我们只要用HFE&gt=71.9的9013即能满足Q6的工作要求。<br />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。<br />//END//<br />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。<img src="https://bbs.21ic.com/club/bbs/images/emote/mood21.gif">
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 楼主| xiaoyu9632 发表于 2007-6-5 16:46 | 显示全部楼层

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.<br /><br />以你的能力肯定能找很好的工作的,不象我.
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maychang 发表于 2007-6-5 16:55 | 显示全部楼层

搞单片机，是要直接接触硬件的

  
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cyh 发表于 2007-6-5 22:02 | 显示全部楼层

我看是白算了

按R5=27欧,假设数码管显示&quot;1&quot;,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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杨真人 发表于 2007-6-6 00:57 | 显示全部楼层

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。<br /><br />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。<br />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 发表于 2007-6-6 07:19 | 显示全部楼层

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。<br />做硬件，应该经常在手边放一个计算器。
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 楼主| xiaoyu9632 发表于 2007-6-6 08:04 | 显示全部楼层

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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 楼主| xiaoyu9632 发表于 2007-6-6 08:09 | 显示全部楼层

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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 楼主| xiaoyu9632 发表于 2007-6-6 08:15 | 显示全部楼层

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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conwh 发表于 2007-6-6 08:30 | 显示全部楼层

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 发表于 2007-6-6 10:39 | 显示全部楼层

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<br /><br />注意电流反灌,&nbsp;建议用三极管阵列驱动.&nbsp;OC输出.<br /><br />如果只用1个LED8,&nbsp;则位驱动可省略.&nbsp;段驱动用可无输出实现消隐.<br />
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 楼主| xiaoyu9632 发表于 2007-6-7 11:50 | 显示全部楼层

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<br />,哪位高人告诉是甚么原因呢?可能
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杨真人 发表于 2007-6-7 22:50 | 显示全部楼层

电流已经反灌了.停止使用374

不烧掉算你走运.
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杨真人 发表于 2007-6-7 23:23 | 显示全部楼层

把你完整电路帖出来吧.

哎……
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linjing 发表于 2007-6-7 23:38 | 显示全部楼层

ULN2803，8路 50V OC 输出

  
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maychang 发表于 2007-6-8 00:17 | 显示全部楼层

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”<br /><br />唉！<br />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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