1. Úvod
Základní součástí LED displeje je dioda vyzařující světlo (LED), která má stejně jako standardní dioda charakteristiku dopředného vedení – to znamená, že má kladný (anoda) i záporný (katodový) vývod. S rostoucími požadavky trhu na LED displeje, jako je delší životnost, konzistence a energetická účinnost, se v různých aplikacích rozšířilo použití konfigurací společné katody a společné anody. Abychom vám pomohli lépe porozumět těmto dvěma technologiím, tento článek poskytne podrobný přehled jejich příslušných znalostí.
2. Klíčové rozdíly mezi společnou katodou a společnou anodou
V nastavení společné katody sdílejí všechny katody LED (záporné vývody) společné připojení, přičemž každá anoda je samostatně řízena napětím. Naproti tomu konfigurace společné anody připojují všechny anody LED (kladné svorky) ke sdílenému bodu, přičemž jednotlivé katody jsou řízeny řízením napětí. Obě metody se používají v různých scénářích návrhu obvodů.
Spotřeba energie:
U společné anodové diody je společný terminál připojen k vysokonapěťové úrovni a zůstává aktivní, kdykoli je požadováno vysoké napětí. Na druhé straně u diody se společnou katodou je společný terminál spojen se zemí (GND) a pouze konkrétní dioda potřebuje ke své činnosti vysoké napětí, což účinně snižuje spotřebu energie. Toto snížení spotřeby energie je výhodné zejména u LED, které se používají po delší dobu, protože pomáhá snižovat teplotu obrazovky.
Složitost obvodu:
Obecně platí, že v praktických technických aplikacích mají obvody s běžnou katodou diody tendenci být složitější než obvody s běžnou anodou. Konfigurace společné anody nevyžaduje tolik vysokonapěťových vedení pro řízení.
3. Společná katoda
3.1 Co je společná katoda
Konfigurace společné katody znamená, že záporné póly (katody) LED jsou spojeny dohromady. V obvodu se společnou katodou mají všechny LED nebo jiné proudově řízené komponenty své katody připojené ke sdílenému bodu, často označovanému jako „zem“ (GND) nebo společná katoda.
3.2 Pracovní princip společné katody
Aktuální tok:
V obvodu se společnou katodou, když jedna nebo více výstupních svorek řídicího obvodu dodává vysoké napětí, aktivují se odpovídající LED nebo anody součástí. V tomto bodě proud teče ze společné katody (GND) k anodám těchto aktivovaných součástí, což způsobuje jejich rozsvícení nebo provádění jejich příslušných funkcí.
Logika ovládání:
Řídicí obvod reguluje stav každé LED nebo jiných komponent (zapnuto nebo vypnuto, nebo jiné funkční stavy) změnou úrovně napětí (vysoké nebo nízké) na jejích výstupních svorkách. V obvodu se společnou katodou vysoká úroveň typicky indikuje aktivaci (rozsvícení nebo provedení funkce), zatímco nízká úroveň indikuje deaktivaci (nerozsvícení nebo neprovedení funkce).
4. Společná anoda
4.1Co je běžná anoda
Konfigurace společné anody znamená, že kladné svorky (anody) LED jsou spojeny dohromady. V takovém obvodu mají všechny související součásti (jako jsou LED) své anody připojené ke společnému anodovému bodu, zatímco katoda každé součásti je připojena k různým výstupním svorkám řídicího obvodu.
4.2 Pracovní princip společné anody
Kontrola proudu:
V obvodu se společnou anodou, když jedna nebo více výstupních svorek řídicího obvodu dodává nízké napětí, je vytvořena cesta mezi katodou odpovídající LED nebo součástky a společnou anodou, která umožňuje proudění proudu z anody ke katodě. způsobí, že se součást rozsvítí nebo plní svou funkci. Naopak, pokud je výstupní svorka pod vysokým napětím, proud nemůže procházet a součástka se nerozsvítí.
Distribuce napětí:
V aplikacích, jako jsou LED displeje se společnou anodou, protože všechny LED anody jsou spojeny dohromady, sdílejí stejný zdroj napětí. Katoda každé LED je však řízena nezávisle, což umožňuje přesné ovládání jasu každé LED úpravou výstupního napětí a proudu z řídicího obvodu.
5. Výhody společné anody
5.1 Vysoká výstupní proudová kapacita
Struktury běžných anodových obvodů jsou poměrně složité, ale mají vyšší výstupní proudovou kapacitu. Díky této vlastnosti jsou běžné anodové obvody vhodné pro aplikace, které vyžadují vysoký výstupní výkon, jako jsou přenosová vedení nebo vysoce výkonné LED ovladače.
5.2 Vynikající vyvažování zátěže
Ve společném anodovém obvodu, protože všechny komponenty sdílejí společný anodový bod, je výstupní proud rovnoměrněji distribuován mezi komponenty. Tato schopnost vyvažování zátěže pomáhá snižovat problémy s nesouladem a zlepšuje celkovou účinnost a stabilitu obvodu.
5.3 Flexibilita a škálovatelnost
Běžné návrhy anodových obvodů umožňují flexibilní přidávání nebo odebírání součástí bez nutnosti výrazných úprav celkové struktury obvodu. Tato flexibilita a škálovatelnost poskytuje jasnou výhodu ve složitých systémech a rozsáhlých aplikacích.
5.4 Zjednodušený návrh obvodu
V některých aplikacích může obvod se společnou anodou zjednodušit celkový návrh obvodu. Například při řízení LED polí nebo 7segmentových displejů může společný anodový obvod ovládat více komponent s menším počtem kolíků a připojení, což snižuje složitost návrhu a náklady.
5.5 Adaptabilita na různé řídicí strategie
Společné anodové obvody mohou pojmout různé řídicí strategie. Úpravou výstupních signálů a časování řídicího obvodu lze dosáhnout přesného řízení každé součásti v obvodu společné anody, aby byly splněny různé aplikační požadavky.
5.6 Vylepšená spolehlivost systému
Návrh obvodů se společnou anodou klade důraz na vyvažování zátěže a optimalizované rozložení proudu, což přispívá k celkové spolehlivosti systému. V dlouhodobém provozu a podmínkách vysokého zatížení si běžné anodové obvody udržují stabilní výkon, snižují poruchovost a náklady na údržbu.
6.Běžné tipy pro nastavení anody
Zajistěte, aby napětí společné anody bylo stabilní a dostatečně vysoké pro pohon všech připojených součástí.
Správně navrhněte rozsah výstupního napětí a proudu řídicího obvodu, aby nedošlo k poškození součástí nebo snížení výkonu.
Vezměte v úvahu charakteristiky poklesu napětí v propustném směru LED a zajistěte dostatečnou rezervu napětí v návrhu.
7. Výhody společné katody
7.1 Schopnost vysokého výkonu
Obvody se společnou katodou mohou kombinovat výstupní signály více elektronických zařízení, což má za následek vyšší výstupní výkon. Díky tomu jsou obvody se společnou katodou zvláště výhodné ve scénářích vysokého výkonu.
7.2 Všestrannost
Vstupní a výstupní svorky obvodu se společnou katodou lze libovolně připojit, což umožňuje jeho flexibilní aplikaci na různá elektronická zařízení. Tato všestrannost poskytuje společným katodovým obvodům širokou škálu aplikací v oblasti elektronického inženýrství.
7.3 Snadné nastavení
Nastavením součástí, jako jsou odpory nebo transformátory v obvodu, lze snadno upravit provozní stav a sílu výstupního signálu obvodu se společnou katodou. Díky této snadné úpravě jsou běžné katodové obvody oblíbené v aplikacích vyžadujících přesné řízení výstupních signálů.
7.4 Řízení spotřeby energie
V aplikacích LED displeje mohou běžné katodové obvody přesně distribuovat napětí a účinně tak snížit spotřebu energie. Toho je dosaženo, protože obvody se společnou katodou umožňují přímé napájení napětí podle specifických požadavků každé LED, čímž se eliminuje potřeba napěťových rozdělovacích odporů a snižuje se zbytečné ztráty energie a tvorba tepla. Technologie společné katody může například snížit provozní napětí LED čipů z 4,2-5V na 2,8-3,3V bez ovlivnění jasu nebo výkonu displeje, což přímo snižuje spotřebu energie LED displejů s jemným roztečím o více než 25 %.
7.5 Vylepšený výkon a stabilita displeje
Díky snížené spotřebě energie snižují obvody se společnou katodou celkovou teplotu obrazovky. Stabilita a životnost LED jsou nepřímo úměrné teplotě; proto nižší teploty obrazovky vedou k vyšší spolehlivosti a delší životnosti LED displejů. Technologie společné katody navíc snižuje počet součástí PCB, čímž dále zlepšuje integraci a stabilitu systému.
7.6 Přesné ovládání
V aplikacích vyžadujících přesné ovládání více LED nebo jiných komponent, jako jsou LED displeje a 7segmentové displeje, umožňují obvody se společnou katodou nezávislé ovládání každé komponenty. Díky této schopnosti přesného řízení vynikají běžné katodové obvody jak ve výkonu displeje, tak ve funkčnosti.
8. Tipy pro nastavení společné katody
Při použití 7segmentových displejů s běžnou katodou se vyhněte přímému kontaktu s povrchem a zacházejte s kolíky opatrně. Věnujte pozornost teplotě a době pájení, abyste zajistili kvalitu pájení. Také se ujistěte, že provozní napětí a proud jsou sladěny, správně uzemněte společnou katodu a zvažte schopnost řízení mikrokontroléru a řízení zpoždění. Kromě toho věnujte pozornost ochranné fólii, kompatibilitě se scénářem aplikace a stabilitě systémové integrace, abyste zajistili normální provoz a prodlouženou životnost 7segmentového displeje se společnou katodou.
9. Jak identifikovat společnou katodu vs. společnou anodu
9.1 Sledujte piny LED:
Obecně platí, že kratší kolík LED je katoda a delší kolík je anoda. Pokud mikrokontrolér spojuje delší piny dohromady, používá konfiguraci společné anody; pokud jsou delší piny připojeny k IO portům mikrokontroléru, používá konfiguraci se společnou katodou.
9.2 Napětí a stav LED
Pokud u stejné LED se stejným výstupním napětím portu „1“ rozsvítí LED a „0“ ji zhasne, znamená to konfiguraci společné katody. Jinak se jedná o běžnou konfiguraci anody.
Stručně řečeno, určení, zda mikrokontrolér používá konfiguraci se společnou katodou nebo společnou anodou, zahrnuje zkoumání způsobu připojení LED, stavu zapnuto/vypnuto LED a výstupního napětí portu. Identifikace správné konfigurace je nezbytná pro správné ovládání LED nebo jiných komponent displeje.
Pokud se chcete dozvědět více o LED displejích,kontaktujte nás nyní. RTLEDodpoví na vaše otázky.
Čas odeslání: 24. srpna 2024