使用MAX7219/7221驅(qū)動(dòng)更高的電壓或電流

MAX7219/7221為8位、7段共陰極多路復(fù)用LED顯示驅(qū)動(dòng)器，工作在40V至4.5V電源時(shí)可驅(qū)動(dòng)高達(dá)5mA段電流。本應(yīng)用筆記討論了MAX7219/7221如何與外部驅(qū)動(dòng)晶體管配合使用，用于需要更高峰值段電流和/或更高驅(qū)動(dòng)電壓的應(yīng)用。由于有多個(gè)LED壓降，MAX7219/7221不能從5V電源直接驅(qū)動(dòng)每段使用三個(gè)或更多LED芯片的LED。

圖1至圖4所示的驅(qū)動(dòng)器將工作在7219V至7221V的MAX4/5連接至工作在更高段電流和/或驅(qū)動(dòng)電壓的共陽(yáng)極顯示器。需要 7219 個(gè)低電流陰極柱驅(qū)動(dòng)器實(shí)例和高電流陽(yáng)極數(shù)字驅(qū)動(dòng)器實(shí)例。

MAX7219/7221的PWM數(shù)字強(qiáng)度控制仍然可以使用。然而，峰值段電流現(xiàn)在由與LED陰極串聯(lián)的外部限流電阻設(shè)置，而不是由電阻RSET。設(shè)置.

要使用這些驅(qū)動(dòng)器，請(qǐng)選擇R1（見圖4）以設(shè)置所需的峰值LED段電流I本身根據(jù)驅(qū)動(dòng)器電源電壓V司機(jī)和 LED 正向壓降VLED:

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

在段電流 ISEG 下速率 Q1，在數(shù)字電流下速率 Q2，這是 ISEG 的 8 倍。

請(qǐng)注意，顯示器必須是公共陽(yáng)極 （CA） 類型才能連接此處所述的驅(qū)動(dòng)程序;MAX7219/7221直接驅(qū)動(dòng)共陰極（CC）顯示器，但這些外部驅(qū)動(dòng)器會(huì)反轉(zhuǎn)數(shù)字/段驅(qū)動(dòng)極性。

數(shù)字驅(qū)動(dòng)程序

MAX7219/7221的數(shù)字驅(qū)動(dòng)輸出為電源開關(guān)，一次一個(gè)低電平有效以開啟一個(gè)數(shù)字，關(guān)斷時(shí)為高阻抗。

此處建議使用三種替代數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路。最簡(jiǎn)單的電路（圖1）適合需要高于40mA段電流的應(yīng)用，但可以使用4V-5V MAX7219/7221電源電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)LED。低電平有效MAX7219/7221數(shù)字驅(qū)動(dòng)輸出直接驅(qū)動(dòng)邏輯電平PFET Q2。當(dāng)數(shù)字輸出為高阻抗時(shí)，電阻R3關(guān)閉Q2。電源驅(qū)動(dòng)器與MAX7219/7221相同的電源。

圖1.電流提升數(shù)字驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)保持低壓LED電源。

圖2所示電路包括一個(gè)電平轉(zhuǎn)換器，允許使用高于5V的電源電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)LED。Q3用作共基極電流開關(guān)，當(dāng)數(shù)字驅(qū)動(dòng)輸出為低電平時(shí)，吸收由電阻R2設(shè)定的集電極電流（使用Vcascode = 5V時(shí)約為5mA）。該電流反過(guò)來(lái)在R3的1kΩ兩端產(chǎn)生約5V電壓，以提供一致的柵極驅(qū)動(dòng)至邏輯電平PFET Q2，而不受電源V驅(qū)動(dòng)器波動(dòng)的影響。但請(qǐng)注意，Q3的集電極不能低于其發(fā)射器上方的VCE（sat）Q3，后者位于Vcascode下方的VBE。

圖2.使用 LED 電源 10V 或更高電壓對(duì)數(shù)字驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流提升。

當(dāng)R3下降5V時(shí)，如果Vcascode設(shè)置為5V，則電源V驅(qū)動(dòng)器的下限約為10V。 Vcascode被選為5V作為方便的電壓，因?yàn)樗芸赡苁荕AX7219/7221的電源。但是，只需通過(guò)齊納二極管壓降 5V 電源，即可將 Vcascode 設(shè)置為較低的電壓，例如 2V（圖 3）。只需一個(gè)齊納二極管即可為所有數(shù)字驅(qū)動(dòng)器提供服務(wù)。

圖3.使用低于 10V 的 LED 電源對(duì)數(shù)字驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流提升。

細(xì)分市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素

MAX7219/7221段驅(qū)動(dòng)輸出為電流源，通過(guò)連接到MAX7219/7221的ISET引腳的電阻RSET驅(qū)動(dòng)恒定電流。最大段電流為40mA。為了驅(qū)動(dòng)更高的段電流，需要外部晶體管和段限流電阻（圖 4）。

圖4.電流提升分段驅(qū)動(dòng)器。

通過(guò)正確設(shè)置MAX7219/7221段驅(qū)動(dòng)電流源，段式驅(qū)動(dòng)開關(guān)Q1不需要基極限流電阻。段驅(qū)動(dòng)電流可以使用R設(shè)置為適當(dāng)?shù)闹翟O(shè)置以硬打開 Q1。需要電阻R4來(lái)確保Q1在每個(gè)數(shù)字的多路復(fù)用周期結(jié)束時(shí)相當(dāng)快地關(guān)斷。安·設(shè)置150kΩ左右的值是一個(gè)很好的起點(diǎn)。

審核編輯：郭婷