使用MAX7219/7221驱动更高的电压或电流

MAX7219/7221为8位、7段共阴极多路复用LED显示驱动器，工作在40V至4.5V电源时可驱动高达5mA段电流。本应用笔记讨论了MAX7219/7221如何与外部驱动晶体管配合使用，用于需要更高峰值段电流和/或更高驱动电压的应用。由于有多个LED压降，MAX7219/7221不能从5V电源直接驱动每段使用三个或更多LED芯片的LED。

图1至图4所示的驱动器将工作在7219V至7221V的MAX4/5连接至工作在更高段电流和/或驱动电压的共阳极显示器。需要 7219 个低电流阴极柱驱动器实例和高电流阳极数字驱动器实例。

MAX7219/7221的PWM数字强度控制仍然可以使用。然而，峰值段电流现在由与LED阴极串联的外部限流电阻设置，而不是由电阻RSET。设置.

要使用这些驱动器，请选择R1（见图4）以设置所需的峰值LED段电流I本身根据驱动器电源电压V司机和 LED 正向压降VLED:

IPEAK = (Vdriver - VLED - VCE(sat)Q1) / (R1 + RDS(on)Q2) A

在段电流 ISEG 下速率 Q1，在数字电流下速率 Q2，这是 ISEG 的 8 倍。

请注意，显示器必须是公共阳极 （CA） 类型才能连接此处所述的驱动程序;MAX7219/7221直接驱动共阴极（CC）显示器，但这些外部驱动器会反转数字/段驱动极性。

数字驱动程序

MAX7219/7221的数字驱动输出为电源开关，一次一个低电平有效以开启一个数字，关断时为高阻抗。

此处建议使用三种替代数字驱动电路。最简单的电路（图1）适合需要高于40mA段电流的应用，但可以使用4V-5V MAX7219/7221电源电压来驱动LED。低电平有效MAX7219/7221数字驱动输出直接驱动逻辑电平PFET Q2。当数字输出为高阻抗时，电阻R3关闭Q2。电源驱动器与MAX7219/7221相同的电源。
 

图1.电流提升数字驱动器，同时保持低压LED电源。

图2所示电路包括一个电平转换器，允许使用高于5V的电源电压来驱动LED。Q3用作共基极电流开关，当数字驱动输出为低电平时，吸收由电阻R2设定的集电极电流（使用Vcascode = 5V时约为5mA）。该电流反过来在R3的1kΩ两端产生约5V电压，以提供一致的栅极驱动至逻辑电平PFET Q2，而不受电源V驱动器波动的影响。但请注意，Q3的集电极不能低于其发射器上方的VCE（sat）Q3，后者位于Vcascode下方的VBE。

图2.使用 LED 电源 10V 或更高电压对数字驱动器进行电流提升。

当R3下降5V时，如果Vcascode设置为5V，则电源V驱动器的下限约为10V。 Vcascode被选为5V作为方便的电压，因为它很可能是MAX7219/7221的电源。但是，只需通过齐纳二极管压降 5V 电源，即可将 Vcascode 设置为较低的电压，例如 2V（图 3）。只需一个齐纳二极管即可为所有数字驱动器提供服务。

图3.使用低于 10V 的 LED 电源对数字驱动器进行电流提升。

细分市场驱动因素

MAX7219/7221段驱动输出为电流源，通过连接到MAX7219/7221的ISET引脚的电阻RSET驱动恒定电流。最大段电流为40mA。为了驱动更高的段电流，需要外部晶体管和段限流电阻（图 4）。

图4.电流提升分段驱动器。

通过正确设置MAX7219/7221段驱动电流源，段式驱动开关Q1不需要基极限流电阻。段驱动电流可以使用R设置为适当的值设置以硬打开 Q1。需要电阻R4来确保Q1在每个数字的多路复用周期结束时相当快地关断。安·设置150kΩ左右的值是一个很好的起点。

审核编辑：郭婷