1. Inleiding
Het kernonderdeel van een LED-display is de lichtemitterende diode (LED), die, net als een standaarddiode, een voorwaartse geleidingskarakteristiek heeft, wat betekent dat hij zowel een positieve (anode) als een negatieve (kathode) aansluiting heeft. Met de toenemende marktvraag naar LED-displays, zoals een langere levensduur, consistentie en energie-efficiëntie, is het gebruik van gemeenschappelijke kathode- en gemeenschappelijke anodeconfiguraties wijdverspreid geworden in verschillende toepassingen. Om u te helpen deze twee technologieën beter te begrijpen, geeft dit artikel een gedetailleerd overzicht van hun relevante kennis.
2. Belangrijkste verschillen tussen gemeenschappelijke kathode en gemeenschappelijke anode
In een gemeenschappelijke kathodeopstelling delen alle LED-kathodes (negatieve aansluitingen) een gemeenschappelijke verbinding, terwijl elke anode individueel wordt geregeld door spanning. Gemeenschappelijke anodeconfiguraties verbinden daarentegen alle LED-anodes (positieve aansluitingen) met een gedeeld punt, waarbij individuele kathodes worden beheerd via spanningsregeling. Beide methoden worden gebruikt in verschillende circuitontwerpscenario's.
Stroomverbruik:
In een gemeenschappelijke anodediode is de gemeenschappelijke aansluiting verbonden met een hoogspanningsniveau en blijft deze actief wanneer een hoge spanning vereist is. Aan de andere kant is bij een gemeenschappelijke kathodediode de gemeenschappelijke aansluiting verbonden met aarde (GND), en hoeft alleen een specifieke diode een hoge spanning te ontvangen om te kunnen werken, waardoor het energieverbruik effectief wordt verminderd. Deze vermindering van het energieverbruik is vooral gunstig voor LED's die gedurende langere perioden worden gebruikt, omdat het helpt de schermtemperatuur te verlagen.
Circuitcomplexiteit:
Over het algemeen zijn bij praktische technische toepassingen gemeenschappelijke kathodediodecircuits complexer dan gewone anodediodecircuits. De gemeenschappelijke anodeconfiguratie vereist niet zoveel hoogspanningslijnen voor de aandrijving.
3. Gemeenschappelijke kathode
3.1 Wat is een gemeenschappelijke kathode
Een gemeenschappelijke kathodeconfiguratie betekent dat de negatieve aansluitingen (kathodes) van de LED's met elkaar zijn verbonden. In een gemeenschappelijk kathodecircuit zijn de kathodes van alle LED's of andere stroomgestuurde componenten verbonden met een gedeeld punt, vaak "aarde" (GND) of de gemeenschappelijke kathode genoemd.
3.2 Werkingsprincipe van gemeenschappelijke kathode
Huidige stroom:
In een gemeenschappelijk kathodecircuit worden, wanneer een of meer uitgangsklemmen van het stuurcircuit een hoge spanning leveren, de overeenkomstige LED's of anodes van componenten geactiveerd. Op dit punt vloeit er stroom van de gemeenschappelijke kathode (GND) naar de anodes van deze geactiveerde componenten, waardoor ze oplichten of hun respectievelijke functies uitvoeren.
Controlelogica:
Het stuurcircuit regelt de status van elke LED of andere componenten (aan of uit, of andere functionele statussen) door het spanningsniveau (hoog of laag) aan de uitgangsklemmen te veranderen. In een gemeenschappelijk kathodecircuit duidt een hoog niveau doorgaans op activering (oplichten of uitvoeren van een functie), terwijl een laag niveau op deactivering duidt (niet oplichten of geen functie uitvoeren).
4. Gemeenschappelijke anode
4.1Wat is een gemeenschappelijke anode
Een gemeenschappelijke anodeconfiguratie betekent dat de positieve aansluitingen (anodes) van de LED's met elkaar zijn verbonden. In een dergelijk circuit zijn de anodes van alle gerelateerde componenten (zoals LED's) verbonden met een gemeenschappelijk anodepunt, terwijl de kathode van elke component is verbonden met verschillende uitgangsklemmen van het stuurcircuit.
4.2 Werkingsprincipe van gemeenschappelijke anode
Huidige controle:
Wanneer in een gemeenschappelijk anodecircuit een of meer uitgangsklemmen van het stuurcircuit een lage spanning leveren, wordt er een pad gecreëerd tussen de kathode van de overeenkomstige LED of component en de gemeenschappelijke anode, waardoor stroom van de anode naar de kathode kan stromen. waardoor het onderdeel gaat branden of zijn functie uitvoert. Omgekeerd, als de uitgangsterminal een hoge spanning heeft, kan de stroom niet passeren en licht het onderdeel niet op.
Spanningsverdeling:
In toepassingen zoals LED-displays met gemeenschappelijke anode delen alle LED-anodes dezelfde spanningsbron, omdat ze met elkaar zijn verbonden. De kathode van elke LED wordt echter onafhankelijk geregeld, waardoor nauwkeurige controle over de helderheid van elke LED mogelijk is door de uitgangsspanning en stroom van het stuurcircuit aan te passen.
5. Voordelen van gemeenschappelijke anode
5.1 Hoge uitgangsstroomcapaciteit
Gemeenschappelijke anodecircuitstructuren zijn relatief complex, maar ze hebben een hogere uitgangsstroomcapaciteit. Deze eigenschap maakt gemeenschappelijke anodecircuits geschikt voor toepassingen die een hoog uitgangsvermogen vereisen, zoals hoogspanningslijnen of krachtige LED-drivers.
5.2 Uitstekende taakverdeling
Omdat in een gemeenschappelijk anodecircuit alle componenten een gemeenschappelijk anodepunt delen, wordt de uitgangsstroom gelijkmatiger verdeeld over de componenten. Deze capaciteit voor taakverdeling helpt mismatch-problemen te verminderen, waardoor de algehele efficiëntie en stabiliteit van het circuit wordt verbeterd.
5.3 Flexibiliteit en schaalbaarheid
Gemeenschappelijke anodecircuitontwerpen maken flexibele toevoeging of verwijdering van componenten mogelijk zonder de noodzaak van significante aanpassingen aan de algehele circuitstructuur. Deze flexibiliteit en schaalbaarheid bieden een duidelijk voordeel in complexe systemen en grootschalige toepassingen.
5.4 Vereenvoudigd circuitontwerp
In sommige toepassingen kan een gemeenschappelijk anodecircuit het algehele ontwerp van het circuit vereenvoudigen. Bij het aansturen van LED-arrays of 7-segmentdisplays kan een gemeenschappelijk anodecircuit bijvoorbeeld meerdere componenten aansturen met minder pinnen en aansluitingen, waardoor de ontwerpcomplexiteit en de kosten worden verminderd.
5.5 Aanpassingsvermogen aan verschillende controlestrategieën
Gemeenschappelijke anodecircuits zijn geschikt voor verschillende regelstrategieën. Door de uitgangssignalen en de timing van het regelcircuit aan te passen, kan een nauwkeurige regeling van elke component in het gemeenschappelijke anodecircuit worden bereikt om aan verschillende toepassingsvereisten te voldoen.
5.6 Verbeterde systeembetrouwbaarheid
Het ontwerp van gemeenschappelijke anodecircuits legt de nadruk op taakverdeling en geoptimaliseerde stroomverdeling, wat bijdraagt aan de algehele systeembetrouwbaarheid. Bij langdurig gebruik en hoge belasting behouden gemeenschappelijke anodecircuits stabiele prestaties, waardoor de uitvalpercentages en onderhoudskosten worden verminderd.
6.Algemene tips voor het installeren van anoden
Zorg ervoor dat de gemeenschappelijke anodespanning stabiel en voldoende hoog is om alle aangesloten componenten aan te sturen.
Ontwerp de uitgangsspanning en het stroombereik van het stuurcircuit op de juiste manier om schade aan componenten of verslechterende prestaties te voorkomen.
Houd rekening met de voorwaartse spanningsvalkarakteristieken van LED's en zorg voor voldoende spanningsmarge in het ontwerp.
7. Voordelen van gemeenschappelijke kathode
7.1 Hoog vermogen
Gemeenschappelijke kathodecircuits kunnen de uitgangssignalen van meerdere elektronische apparaten combineren, wat resulteert in een hoger uitgangsvermogen. Dit maakt gemeenschappelijke kathodecircuits bijzonder voordelig in scenario's met een hoog uitgangsvermogen.
7.2 Veelzijdigheid
De ingangs- en uitgangsklemmen van een gemeenschappelijk kathodecircuit kunnen vrij worden aangesloten, waardoor deze flexibel kan worden toegepast op verschillende elektronische apparaten. Deze veelzijdigheid biedt gemeenschappelijke kathodecircuits met brede toepassingen op het gebied van elektronica.
7.3 Gemakkelijk aan te passen
Door componenten zoals weerstanden of transformatoren in het circuit aan te passen, kunnen de bedrijfstoestand en de uitgangssignaalsterkte van een gemeenschappelijk kathodecircuit eenvoudig worden gewijzigd. Dit aanpassingsgemak maakt gemeenschappelijke kathodecircuits populair in toepassingen die een nauwkeurige regeling van uitgangssignalen vereisen.
7.4 Controle van het stroomverbruik
In LED-displaytoepassingen kunnen gemeenschappelijke kathodecircuits de spanning nauwkeurig verdelen, waardoor het energieverbruik effectief wordt verminderd. Dit wordt bereikt omdat gemeenschappelijke kathodecircuits directe spanningstoevoer mogelijk maken volgens de specifieke vereisten van elke LED, waardoor de noodzaak voor spanningsdelende weerstanden wordt geëlimineerd en onnodig vermogensverlies en warmteontwikkeling worden verminderd. Gemeenschappelijke kathodetechnologie kan bijvoorbeeld de bedrijfsspanning van LED-chips verlagen van 4,2-5V naar 2,8-3,3V zonder de helderheid of weergaveprestaties te beïnvloeden, waardoor het stroomverbruik van LED-schermen met fijne pitch direct met meer dan 25% wordt verminderd.
7.5 Verbeterde weergaveprestaties en stabiliteit
Vanwege het lagere energieverbruik verlagen gemeenschappelijke kathodecircuits de algehele schermtemperatuur. De stabiliteit en levensduur van LED's zijn omgekeerd evenredig met de temperatuur; Daarom leiden lagere schermtemperaturen tot een hogere betrouwbaarheid en een langere levensduur voor LED-schermen. Bovendien vermindert de gemeenschappelijke kathodetechnologie het aantal PCB-componenten, waardoor de systeemintegratie en stabiliteit verder worden verbeterd.
7.6 Nauwkeurige controle
In toepassingen die nauwkeurige besturing van meerdere LED's of andere componenten vereisen, zoals LED-displays en 7-segmentdisplays, maken gemeenschappelijke kathodecircuits onafhankelijke besturing van elk onderdeel mogelijk. Deze precisieregeling zorgt ervoor dat gemeenschappelijke kathodecircuits uitblinken in zowel weergaveprestaties als functionaliteit.
8. Algemene tips voor het instellen van kathodes
Wanneer u 7-segmentdisplays met gewone kathode gebruikt, vermijd dan direct contact met het oppervlak en ga voorzichtig om met de pinnen. Let op de soldeertemperatuur en -tijd om de soldeerkwaliteit te garanderen. Zorg er ook voor dat de bedrijfsspanning en -stroom op elkaar zijn afgestemd, aard de gemeenschappelijke kathode op de juiste manier en houd rekening met het aanstuurvermogen en de vertragingsregeling van de microcontroller. Let bovendien op de beschermende film, de compatibiliteit met het toepassingsscenario en de stabiliteit van de systeemintegratie om de normale werking en langere levensduur van het 7-segmentdisplay met gemeenschappelijke kathode te garanderen.
9. Hoe u een gemeenschappelijke kathode versus een gemeenschappelijke anode kunt identificeren
9.1 Observeer de LED-pinnen:
Over het algemeen is de kortere pin van een LED de kathode en de langere pin de anode. Als de microcontroller de langere pinnen met elkaar verbindt, gebruikt hij een gemeenschappelijke anodeconfiguratie; als de langere pinnen zijn aangesloten op de IO-poorten van de microcontroller, gebruikt deze een gemeenschappelijke kathodeconfiguratie.
9.2 Spanning en LED-status
Als voor dezelfde LED, met dezelfde poortuitgangsspanning “1″ de LED oplicht en “0″ deze uitschakelt, duidt dit op een gemeenschappelijke kathodeconfiguratie. Anders is het een gewone anodeconfiguratie.
Samenvattend betekent het bepalen of een microcontroller een gemeenschappelijke kathode- of gemeenschappelijke anodeconfiguratie gebruikt, het onderzoeken van de LED-verbindingsmethode, de aan/uit-status van de LED en de poortuitgangsspanning. Het identificeren van de juiste configuratie is essentieel voor een goede bediening van LED's of andere displaycomponenten.
Als u meer wilt weten over LED-displays,neem nu contact met ons op. RTLEDzal uw vragen beantwoorden.
Posttijd: 24 augustus 2024