探索MAX6922/MAX6932/MAX6933/MAX6934：高性能VFD管驱动器

在电子设备的设计中，真空荧光显示器（VFD）因其高亮度、宽视角和良好的视觉效果，在众多领域得到了广泛应用。而要实现VFD管与微控制器或VFD控制器的有效连接，就需要性能卓越的驱动器。今天，我们就来深入了解一下Maxim公司推出的MAX6922/MAX6932/MAX6933/MAX6934系列多输出、76V的VFD管驱动器。

文件下载：MAX6934.pdf

产品概述

MAX6922/MAX6932/MAX6933/MAX6934系列驱动器能够将VFD管与微控制器或VFD控制器（如MAX6850 - MAX6853）进行连接。其中，MAX6922和MAX6934具有32个输出，MAX6932有27个输出，MAX6933则有28个输出。此外，这些驱动器还适用于驱动电信继电器。

接口特性

它们采用标准的4线串行接口（CLOCK、DATA、LOAD、BLANK），与其他VFD驱动器和控制器兼容。通过这个接口，数据可以方便地输入到驱动器中。其中，高电平有效的BLANK输入可以强制所有驱动器输出为低电平，从而关闭显示器，并自动使IC进入关断模式。同时，通过直接对BLANK输入进行脉宽调制（PWM），还可以控制显示器的亮度。

级联功能

MAX6922/MAX6932/MAX6934具有串行接口数据输出DOUT，这使得任意数量的设备可以在同一串行接口上进行级联，方便了系统的扩展。

双极性输出

MAX6932/MAX6933/MAX6934拥有负电源电压输入VSS，这使得驱动器的输出摆幅可以实现双极性，在许多应用中简化了灯丝偏置。

封装形式

MAX6922采用44引脚PLCC封装，MAX6932和MAX6933采用36引脚SSOP封装，MAX6934则有44引脚PLCC和TQFN两种封装可供选择。

应用领域

该系列驱动器的应用非常广泛，涵盖了白色家电、游戏机、航空电子、仪器仪表、工业称重、安全、电信、VFD模块以及工业控制等多个领域。

产品特性

电气特性

• 串行接口：具备5MHz的行业标准4线串行接口，逻辑电源范围为3V至5.5V，能够满足不同的系统需求。
• 电源范围：栅极/阳极电源范围为8V至76V，MAX6932/MAX6933/MAX6934的灯丝偏置电源为 -11V至0V。
• 输出能力：采用推挽式CMOS高压输出，输出能够持续提供40mA的源电流和4mA的灌电流，还能提供75mA的重复脉冲电流。并且，输出可以并联以实现更高的电流驱动能力。
• 输出用途：任意输出都可以用作栅极或阳极驱动器，增加了设计的灵活性。
• 亮度控制：BLANK输入简化了PWM亮度控制，方便用户根据实际需求调整显示器亮度。
• 温度范围：标准的工作温度范围为 -40°C至 +125°C，能够适应各种恶劣的工作环境。

绝对最大额定值

在使用这些驱动器时，需要注意其绝对最大额定值。例如，VBB的范围为 -0.3V至 +80V，VCC的范围为 -0.3V至 +6V等。超过这些额定值可能会对设备造成永久性损坏。

引脚配置与功能

引脚说明

不同型号的驱动器引脚配置有所不同，但主要引脚的功能基本一致。例如，VBB是VFD电源电压，DOUT是串行数据输出，OUT_是VFD阳极和栅极驱动器，BLANK是消隐输入，CLK是串行时钟输入，LOAD是负载输入，DIN是串行数据输入，VCC是逻辑电源电压等。

功能实现

通过这些引脚，驱动器实现了数据的输入、输出控制以及亮度调节等功能。例如，CLK的上升沿将数据加载到内部移位寄存器，LOAD的上升沿将数据锁存到输出锁存器，BLANK输入可以控制输出的高低电平。

详细工作原理

4线串行接口

该系列驱动器使用4线串行接口，包括三个输入（DIN、CLK、LOAD）和一个数据输出（DOUT，仅MAX6922/MAX6932/MAX6934有）。CLK输入作为接口时钟，在其上升沿将数据移入移位寄存器；LOAD输入在高电平时将数据从移位寄存器传递到输出锁存器，并在其下降沿锁存数据；DIN是接口数据输入，在CLK上升沿采样时必须稳定；DOUT则在CLK上升沿将数据从移位寄存器移出。

输出特性

每个驱动器输出都是一个压摆率控制的CMOS推挽开关，在VBB和GND（MAX6922）或VBB和VSS（MAX6932/MAX6933/MAX6934）之间驱动。输出上升时间总是慢于下降时间，以避免输出转换期间的直通电流。同时，输出压摆率足够慢以最小化电磁干扰（EMI），又足够快以不影响典型的100µs数字多路复用周期和显示亮度。

使用注意事项

输出电流与功率

每个输出的连续电流源能力为40mA，输出可以驱动高达75mA的重复峰值电流，但需要注意输出的导通时间和占空比，以确保输出功率耗散不超过连续情况下的耗散。在计算不同多路复用比下的最大电流时，可以使用公式 (I_{PEAK}=(grids × 1600)^{1 / 2} mA) 。

输出并联

同一封装内的任意数量的输出可以并联，以提高电流驱动能力或降低输出电阻。但需要注意的是，只有在接口控制能够保证输出设置为相同电平时，才能直接并联输出。为了安全起见，可以使用二极管防止输出灌电流，并需要一个外部放电电阻R。

功率耗散

在使用过程中，要确保所选封装的最大封装耗散额定值不被超过。对于静态管驱动器和多路复用管驱动器，分别有不同的功率耗散计算公式。例如，静态管驱动器的功率耗散公式为 (P{D}=(V{CC} × I{CC})+(V{BB} × I{BB})+((V{BB}-V{H}) × A × I{ANODE})) 。

电源考虑

驱动器需要多个电源电压，因此需要使用0.1µF的电容器将VCC、VBB和VSS（仅MAX6932/MAX6933/MAX6934）电源引脚旁路到GND。在多路复用应用中，可能需要在VBB电源上添加一个1µF或更大的额外大容量电解电容器。

电源排序

电源排序的顺序并不重要，但要注意避免在其他电源保持在最大额定值时将VCC、VBB和VSS的任意组合接地。同时，在逻辑电源VCC未工作时，不要驱动逻辑输入。

驱动器级联

MAX6922/MAX6932/MAX6934可以通过将每个驱动器的DOUT连接到下一个驱动器的DIN进行级联。当 (V{CC} ≥4.5V) 时，设备可以以5MHz的CLK速度进行级联；当 (V{CC}<4.5V) 时，较长的传播延迟（tDO）会将最大级联CLK限制为4MHz。

总结

MAX6922/MAX6932/MAX6933/MAX6934系列VFD管驱动器以其丰富的功能、出色的性能和广泛的应用领域，为电子工程师在设计VFD显示系统时提供了可靠的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的需求和系统要求，合理选择驱动器型号，并注意各项使用注意事项，以确保系统的稳定运行。大家在使用这些驱动器的过程中，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。