驱动VFD屏幕 / 真空荧光屏 （不完美）

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偶然间看见VFD屏幕演示视频，被效果惊艳到了。

于是在嘉立创下单了一块便宜的，型号是 HNV-06SC44T。但是到手之后才发现这东西要驱动起来电路很复杂，就搁置了。

于是一年之后才下定决心把它驱动起来。

手册中推荐的工作条件

驱动类似于数码管

一、VFD工作原理

1. 灯丝通电加热释放电子；
2. 栅极（图中1G - 6G）施加比灯丝电势高的电压，电子被加速向栅极运动；
3. 阳极（图中的段如a、b、c）施加和栅极相等的电压，电子最终将撞向阳极上的荧光物质；如果阳极施加比灯丝电势低的电压，电子将完全被栅极捕获而不发光。

二、百度了很久，关于VFD的文章较少

1. 灯丝可以使用交流或直流供电，直流供电不会导致损坏。但由于灯丝和栅极阳极是平行的，而直流电施加在灯丝两端必定会一直存在一头电势较高另一头较低。导致屏内灯丝和栅极阳极间的电势差逐渐递增（减），各处电子速度不一致，最终的影响是亮度不均匀。所以基本都是交流供电。（但画好pcb并发出去打板之后测试才发现，可能由于我这块屏不长，直流供电时肉眼看不出有亮度不均）
   

2. 网上多用两组电源供电：一组由线圈变压器引出，不整流给灯丝供交流电；另一组由直流升压到栅极阳极的供电电压如负21V（应该是VFD驱动芯片需要的负压，不用专用驱动芯片应该直接用正压就行）。由于这两组不共地，也就没有相对电势。于是从栅极阳极的21V稳出一个大概4V的电压到灯丝中心，也就得到了一个截止偏置电压。都说这个截止偏置电压是为了消除鬼影的，但不是很明白其中原理。

三、电路设计

1、tb上买一个升压模块，USB5V升压至21V；
2、单片机和栅极阳极的控制电路共地（HGND），栅极阳极使用74HC595D和ULN2803配合控制


3、USB5V经B0505S-1WR2隔离后得到一个不共地的5V电源（LGND），再经稳压得到灯丝需要的2.6V。

[ 这里的RF1和RF2是理论值,实际需要做调整 ]

4、用H桥芯片L9110S控制输出一个方波电压给灯丝供电

MCU通过光耦控制L9110S

5、截止偏置电压（网上抄的）

6、绘制PCB

四、 程序控制

类似于数码管的扫描

1. 1G施加比灯丝电势高的电压，2G-6G施加比灯丝电势低的电压，阳极相应段施加比灯丝电势高的电压，即可点亮1G内相应段。
2. 然后就是2G施加比灯丝电势高的电压，1G、3G-6G施加比灯丝电势低的电压，阳极相应段施加比灯丝电势高的电压，即可点亮2G内相应段。

循环扫描下去

五、 焊接测试

六、 问题归纳

1. AMS1117-3.3 加 1N4007将灯丝电压恒定在2.6V的方案行不通，电压还是在3V左右。还是用了AMS1117-adj。然后又发现AMS1117-3.3输出直接接到L9110S, 让L9110S输出方波, 灯丝电压竟到了2.6V。
2. 这个屏的灯丝确实不需要交流，直流供电和交流供电我看不出什么区别。
3. 隔离电源 + 光耦 + 截止偏压不成功，亮不起来。最终还是将所有地连起来。
4. 焊在屏下方的一排10K上拉电阻太大，导致屏引脚获得的电压只有十几V，亮度很弱。在背面又焊接了一排470Ω上拉电阻，亮度是够了，但总电流就高达3-4A。因为达林顿管是灌电流器件，只能拉低而不能输出高电平，高电平要靠那一排上拉电阻。灭的段越多，意味着越多的引脚被拉低，相当于多个470欧姆电阻两端电压为21V。解决方法唯有改用能输出高电平和低电平的器件了。
   
   
   
   

七、 改方案

emmmm。。。。。1K + 10K分压的组合会导致这个电路电流达2A左右且非常烫手，亮度一般；换成10K + 10K的组合，温度大降，只是温热，电流低于500mA，但亮度好像更低了。或者pnp换成pmos会好很多。

达林顿加470欧姆上拉的方案，如果不考虑功耗，那是挺漂亮的。
亮度不足的时候鬼影问题就很突出，相当不好看。
要考虑功耗的话，换专用驱动芯片和电路吧。

不继续玩了，就这样吧。