汽车中的真空管荧光显示器(VFD)参考设计

该参考设计提供了一个能够获得真空管荧光显示器(VFD)供电电源的解决方案，非常适合汽车应用。设计包括完整的原理图和材料清单(BOM)，并给出了负载/电源调节率的测试数据及其它测试结果。

VFD设计基础

真空管荧光显示器(VFD)是消费类电子设备中一种常见的显示器，广泛用于录像机、车载收音机、微波炉等。与液晶显示器(LCD)不同，VFD发光亮度较强，而且对比度比较清晰，能够方便地支持不同颜色的显示单元。该项技术与阴极射线和阴极管有关，与LCD不同，大多数VFD能够在零度以下保持有效工作，非常适合寒冷气候下的户外设备。

VFD包含三个基本电极—阴极灯丝、阳极(磷光物质)和栅极—一个高真空玻璃壳。阴极由钨丝、碱土金属氧化物涂层(发射电子)组成。栅极为金属丝，用于控制并传输阴极发射的电子。阳极为到电极，镀有磷光物质，用于显示字符、图表或符号。阴极发射的电子在栅极和阳极之间的正向电压作用下加速，撞击阳极后，电子激发磷发光。通过控制栅极和阳极的正压或负压能够获得所要求的亮度模板。阳极和栅极需要直流稳定电压供电，以避免显示器闪烁。为了驱动大型VFD，阴极需要交流驱动，以避免亮度偏差，例如，在显示器两侧出现不同的亮度等级。推荐使用20kHz至200kHz范围的工作频率，以避免可闻噪声和闪烁。

设计规格和电路

本参考设计对MAX15005电源控制器进行优化设计，可理想用于汽车和VFD设备。应用电路设计满足以下规格：

• V_IN：9V至16V连续变化，5.5V至40V瞬变
• V_ANODE：77VDC ±10%，18mA (典型值)、58mA (最大值)
• V_GRID：55VDC ±10%，14mA (典型值)、41mA (最大值)
• V_FILAMENT：3.1VAC ±10%，350mA (典型值)、385mA (最大值)
• 输出纹波：77V：1VP-P；55V：0.5VP-P
  电源调节率，V_IN = 9V至16V:
  
  
• V_ANODE = ±3%
• V_GRID = ±3%
• V_FILAMENT = ±5%


• 负载调节率：(请参考以下电源/负载调节率数据部分)
• 开关频率：22kHz
• 温度：-40°C至125°C

The schematic for the above specifications is shown in Figure 1. In this design MAX15005B is used in the flyback configuration for obtaining three output voltages.