1. Introduktion
Kernekomponenten i en LED-skærm er den lysemitterende diode (LED), der ligesom en standarddiode har en fremadledningskarakteristik - hvilket betyder, at den har både en positiv (anode) og en negativ (katode) terminal. Med stigende markedskrav til LED-skærme, såsom længere levetid, konsistens og energieffektivitet, er brugen af fælles katode- og almindelige anodekonfigurationer blevet udbredt i forskellige applikationer. For at hjælpe dig med bedre at forstå disse to teknologier vil denne artikel give et detaljeret overblik over deres relevante viden.
2. Nøgleforskelle mellem fælles katode og fælles anode
I en fælles katodeopsætning deler alle LED-katoder (negative terminaler) en fælles forbindelse, mens hver anode styres individuelt af spænding. I modsætning hertil forbinder almindelige anodekonfigurationer alle LED-anoder (positive terminaler) til et fælles punkt, med individuelle katoder styret gennem spændingskontrol. Begge metoder bruges i forskellige kredsløbsdesignscenarier.
Strømforbrug:
I en fælles anodediode er den fælles terminal forbundet til et højspændingsniveau og forbliver aktiv, når der kræves en højspænding. På den anden side, i en fælles katodediode, er den fælles terminal forbundet til jorden (GND), og kun en specifik diode behøver at modtage en højspænding for at fungere, hvilket effektivt reducerer strømforbruget. Denne reduktion i strømforbruget er især gavnlig for LED'er, der bruges i længere perioder, da det er med til at sænke skærmtemperaturen.
Kredsløbskompleksitet:
Generelt i praktiske tekniske applikationer har almindelige katodediodekredsløb en tendens til at være mere komplekse end almindelige anodediodekredsløb. Den almindelige anodekonfiguration kræver ikke så mange højspændingsledninger til kørsel.
3. Fælles katode
3.1 Hvad er fælles katode
En fælles katodekonfiguration betyder, at LED'ernes negative terminaler (katoder) er forbundet med hinanden. I et fælles katodekredsløb har alle LED'er eller andre strømdrevne komponenter deres katoder forbundet til et fælles punkt, ofte omtalt som "jord" (GND) eller den fælles katode.
3.2 Arbejdsprincippet for fælles katode
Nuværende flow:
I et fælles katodekredsløb, når en eller flere udgangsterminaler i styrekredsløbet leverer en høj spænding, aktiveres de tilsvarende LED'er eller komponenternes anoder. På dette tidspunkt løber strømmen fra den fælles katode (GND) til disse aktiverede komponenters anoder, hvilket får dem til at lyse op eller udføre deres respektive funktioner.
Kontrollogik:
Styrekredsløbet regulerer tilstanden af hver LED eller andre komponenter (tændt eller slukket eller andre funktionelle tilstande) ved at ændre spændingsniveauet (højt eller lavt) ved dets udgangsterminaler. I et almindeligt katodekredsløb indikerer et højt niveau typisk aktivering (lyser op eller udfører en funktion), mens et lavt niveau indikerer deaktivering (ikke lyser op eller ikke udfører en funktion).
4. Fællesanode
4.1Hvad er fælles anode
En fælles anodekonfiguration betyder, at LED'ernes positive terminaler (anoder) er forbundet med hinanden. I et sådant kredsløb har alle relaterede komponenter (såsom LED'er) deres anoder forbundet til et fælles anodepunkt, mens hver komponents katode er forbundet til forskellige udgangsterminaler på styrekredsløbet.
4.2 Arbejdsprincip for fælles anode
Nuværende kontrol:
I et fælles anodekredsløb, når en eller flere udgangsterminaler på styrekredsløbet leverer en lav spænding, skabes der en bane mellem katoden på den tilsvarende LED eller komponent og den fælles anode, hvilket tillader strøm at flyde fra anoden til katoden. hvilket får komponenten til at lyse op eller udføre sin funktion. Omvendt, hvis udgangsterminalen er på en høj spænding, kan strømmen ikke passere igennem, og komponenten lyser ikke.
Spændingsfordeling:
I applikationer som almindelige anode LED-skærme, da alle LED-anoder er forbundet sammen, deler de den samme spændingskilde. Imidlertid styres hver LED's katode uafhængigt, hvilket tillader præcis kontrol over hver LED's lysstyrke ved at justere udgangsspændingen og strømmen fra styrekredsløbet.
5. Fordele ved almindelig anode
5.1 Høj udgangsstrømkapacitet
Almindelige anodekredsløbsstrukturer er relativt komplekse, men de har en højere udgangsstrømkapacitet. Denne egenskab gør almindelige anodekredsløb velegnede til applikationer, der kræver høj effekt, såsom krafttransmissionslinjer eller højeffekt LED-drivere.
5.2 Fremragende belastningsbalancering
I et fælles anodekredsløb, da alle komponenter deler et fælles anodepunkt, er udgangsstrømmen mere jævnt fordelt mellem komponenterne. Denne belastningsbalanceringsevne hjælper med at reducere uoverensstemmelsesproblemer og forbedrer kredsløbets overordnede effektivitet og stabilitet.
5.3 Fleksibilitet og skalerbarhed
Almindelige anodekredsløbsdesign giver mulighed for fleksibel tilføjelse eller fjernelse af komponenter uden behov for væsentlige justeringer af den overordnede kredsløbsstruktur. Denne fleksibilitet og skalerbarhed giver en klar fordel i komplekse systemer og store applikationer.
5.4 Forenklet kredsløbsdesign
I nogle applikationer kan et fælles anodekredsløb forenkle det overordnede design af kredsløbet. Når man f.eks. driver LED-arrays eller 7-segment displays, kan et fælles anodekredsløb styre flere komponenter med færre ben og forbindelser, hvilket reducerer designkompleksiteten og omkostningerne.
5.5 Tilpasning til forskellige kontrolstrategier
Fælles anodekredsløb kan rumme forskellige kontrolstrategier. Ved at justere udgangssignalerne og timingen af styrekredsløbet kan der opnås præcis kontrol af hver komponent i det fælles anodekredsløb for at opfylde forskellige applikationskrav.
5.6 Forbedret systempålidelighed
Designet af almindelige anodekredsløb lægger vægt på belastningsbalancering og optimeret strømfordeling, hvilket bidrager til den overordnede systempålidelighed. Ved langvarig drift og højbelastningsforhold opretholder almindelige anodekredsløb stabil ydeevne, hvilket reducerer fejlfrekvenser og vedligeholdelsesomkostninger.
6.Almindelige anodeopsætningstips
Sørg for, at den fælles anodespænding er stabil og tilstrækkelig høj til at drive alle tilsluttede komponenter.
Design udgangsspændingen og strømområdet for kontrolkredsløbet korrekt for at undgå at beskadige komponenter eller forringe ydeevnen.
Tag højde for de fremadgående spændingsfaldskarakteristika for LED'er og sørg for tilstrækkelig spændingsmargin i designet.
7. Fordele ved fælles katode
7.1 Højeffektkapacitet
Fælles katodekredsløb kan kombinere udgangssignalerne fra flere elektroniske enheder, hvilket resulterer i højere udgangseffekt. Dette gør almindelige katodekredsløb særligt fordelagtige i scenarier med høj effekt.
7.2 Alsidighed
Indgangs- og udgangsterminalerne på et fælles katodekredsløb kan frit forbindes, hvilket gør det muligt at anvende det fleksibelt til forskellige elektroniske enheder. Denne alsidighed giver almindelige katodekredsløb med vidtspændende anvendelser inden for elektronisk teknik.
7.3 Nem justering
Ved at justere komponenter såsom modstande eller transformere i kredsløbet, kan driftstilstanden og udgangssignalstyrken for et fælles katodekredsløb nemt ændres. Denne lette justering gør almindelige katodekredsløb populære i applikationer, der kræver præcis kontrol af udgangssignaler.
7.4 Styring af strømforbrug
I LED-skærmapplikationer kan almindelige katodekredsløb præcist fordele spændingen, hvilket effektivt reducerer strømforbruget. Dette opnås, fordi almindelige katodekredsløb tillader direkte spændingsforsyning i henhold til hver LED's specifikke krav, hvilket eliminerer behovet for spændingsopdelingsmodstande og reducerer unødvendigt strømtab og varmeudvikling. F.eks. kan almindelig katodeteknologi reducere driftsspændingen for LED-chips fra 4,2-5V til 2,8-3,3V uden at påvirke lysstyrken eller skærmydeevnen, hvilket direkte reducerer strømforbruget for LED-skærme med fin pitch med mere end 25%.
7.5 Forbedret skærmydeevne og stabilitet
På grund af det reducerede strømforbrug sænker almindelige katodekredsløb den samlede skærmtemperatur. Stabiliteten og levetiden af LED'er er omvendt proportional med temperaturen; derfor fører lavere skærmtemperaturer til højere pålidelighed og længere levetid for LED-skærme. Derudover reducerer almindelig katodeteknologi antallet af PCB-komponenter, hvilket yderligere forbedrer systemintegration og stabilitet.
7.6 Præcis kontrol
I applikationer, der kræver præcis styring af flere LED'er eller andre komponenter, såsom LED-skærme og 7-segment-skærme, muliggør fælles katodekredsløb uafhængig styring af hver komponent. Denne præcisionsstyringsevne gør, at almindelige katodekredsløb udmærker sig i både skærmydeevne og funktionalitet.
8. Fælles katodeopsætningstips
Når du bruger almindelige katode 7-segment displays, skal du undgå direkte kontakt med overfladen og håndtere stifterne forsigtigt. Vær opmærksom på loddetemperatur og tid for at sikre loddekvaliteten. Sørg også for, at driftsspændingen og strømmen er afstemt, jord den fælles katode korrekt, og overvej mikrocontrollerens køreevne og forsinkelseskontrol. Vær desuden opmærksom på den beskyttende film, kompatibilitet med applikationsscenariet og stabiliteten af systemintegration for at sikre normal drift og forlænget levetid for den fælles katode 7-segment display.
9. Sådan identificeres fælles katode vs. fælles anode
9.1 Overhold LED-stifterne:
Generelt er den kortere ben på en LED katoden, og den længere pin er anoden. Hvis mikrocontrolleren forbinder de længere ben sammen, bruger den en fælles anodekonfiguration; hvis de længere ben er forbundet til mikrocontrollerens IO-porte, bruger den en fælles katodekonfiguration.
9.2 Spænding og LED-status
For den samme LED, med den samme portudgangsspænding, hvis "1" lyser LED'en og "0" slukker, indikerer det en fælles katodekonfiguration. Ellers er det en almindelig anodekonfiguration.
Sammenfattende involverer bestemmelsen af, om en mikrocontroller bruger en fælles katode- eller fælles anodekonfiguration, at undersøge LED-forbindelsesmetoden, LED'ens tænd/sluk-tilstand og portens udgangsspænding. Identifikation af den korrekte konfiguration er afgørende for korrekt kontrol af LED'er eller andre skærmkomponenter.
Hvis du vil vide mere om LED-skærme,kontakt os nu. RTLEDvil besvare dine spørgsmål.
Indlægstid: 24. august 2024