大功率数码管驱动电路的优化设计

由于光耦不仅具有隔离作用，还具有一定的电流放大功能，因此图3所示的放大驱动电路具有较大的电流放大倍数，同时，具有较好的抗干扰性。但是，由于一个数码管有7段，因此一个大功率数码管需要7个如图3所示的放大电路，势必增加系统的复杂性，从而大大降低系统的可靠性。需要指出的是，采用三极管光耦放大电路来驱动大功率数码管，选用共阴译码器(如74248)和共阴型数码管较为方便。
为了简化电路设计，也可采用CMOS系列的译码器CD4511。它具有BCD转换、消隐和锁存控制、7段译码及较大的驱动电流。可直接驱动较大功率的共阴型数码管。该方案虽然电路设计较为简单，但是，采用CD4511译码时数码管显示的数字“6”和“9”不够美观。
为了实现大功率数码管驱动电流的放大，同时也使数码管显示的数字美观规范，本文提出一款基于驱动器MC1413的大功率数码管驱动电路设计。
MC1413是高耐压、大电流达林顿陈列反相驱动器，由7个硅NPN达林顿管组成，每一对达林顿都串联一个2．7 kΩ的基极电阻，在5 V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。MC1413输出还可以在高负载电流并行运行，因此，接口电路连接比较简单。

采用MC1413的大功率数码管驱动电路原理图如图4所示。图中VCC接5 V的芯片电压，VDD接数码管的工作电源电压，例如供5英寸共阳数码管的15 V电压。由于采用的是74248译码器，与CD4511译码器相比，数码管显示的数字比较美观。同时，由于MC1413工作电压高，工作电流大，灌电流可达500 mA，并且能够在关断时承受50V的电压，故可直接驱动功率数码管而无需进行电流放大，从而既保证了驱动功率的要求，也大大简化了电路设计，提高了系统的可靠性。
可见，采用图4所示的MC1413驱动电路，电路结构简单、稳定可靠，是驱动大功率数码管的理想器件。

3 结语
这里设计了一款计时电路，实现秒、分和小时的计时。秒发生电路由NE555实现，采用了6只S50013B型5英寸共阳数码管分别进行秒、分和小时的数字显示，译码驱动电路采用大功率驱动电路，由MC1413实现5英寸数码管的驱动。经长时间连续试验测试，该样机电路工作稳定可靠，电路芯片发热正常。为了进行对比研究，将数码管改由共阴译码器74248直接驱动。经长时间连续试验测试，此时样机电路工作极不稳定，电路芯片，尤其是74248严重发热。根据以上实验结果，可以得出以下结论：大功率数码管不能简单地用七段译码器直接进行驱动，其驱动电路必须进行功率放大设计；采用MC1413驱动大功率数码管，电路结构简单、稳定可靠，是驱动大功率数码管的理想器件。