1. Wprowadzenie
Podstawowym elementem wyświetlacza LED jest dioda emitująca światło (LED), która, podobnie jak standardowa dioda, ma charakterystykę przewodnictwa do przodu-co oznacza, że ma zarówno końcowy terminal dodatni (anoda), jak i ujemny (katoda). Wraz ze wzrostem wymagań rynkowych wyświetlaczy LED, takich jak dłuższa żywotność, spójność i efektywność energetyczna, zastosowanie wspólnych katod i wspólnych konfiguracji anody stało się powszechne w różnych aplikacjach. Aby lepiej zrozumieć te dwie technologie, ten artykuł zawiera szczegółowy przegląd ich odpowiedniej wiedzy.
2. Kluczowe różnice między wspólną katodą a wspólną anodą
W wspólnej konfiguracji katody wszystkie katody LED (zaciski ujemne) mają wspólne połączenie, podczas gdy każda anoda jest indywidualnie kontrolowana przez napięcie. Natomiast wspólne konfiguracje anod łączą wszystkie anody LED (dodatnie terminale) z wspólnym punktem, z poszczególnymi katodami zarządzanymi poprzez kontrolę napięcia. Obie metody są stosowane w odrębnych scenariuszach projektowania obwodu.
Zużycie energii:
W wspólnej diodzie anody wspólny zacisk jest podłączony do poziomu wysokiego napięcia i pozostaje aktywny, gdy wymagane jest wysokie napięcie. Z drugiej strony, we wspólnej diodzie katodowej wspólny terminal jest podłączony do ziemi (GND), a tylko konkretna dioda musi otrzymać wysokie napięcie do działania, skutecznie zmniejszając zużycie energii. To zmniejszenie zużycia energii jest szczególnie korzystne dla diod LED, które są używane przez dłuższe okresy, ponieważ pomaga obniżyć temperaturę ekranu.
Złożoność obwodu:
Zasadniczo w praktycznych zastosowaniach inżynieryjnych wspólne obwody diod katodowych są bardziej złożone niż wspólne obwody diod anodowych. Wspólna konfiguracja anody nie wymaga tylu linii wysokiego napięcia do jazdy.
3. Wspólna katoda
3.1 Czym jest wspólna katoda
Wspólna konfiguracja katody oznacza, że ujemne terminale (katody) diod LED są połączone ze sobą. W wspólnym obwodzie katody wszystkie diody LED lub inne komponenty napędzane prądem mają swoje katody związane z wspólnym punktem, często określanym jako „naziemny” (GND) lub wspólnej katody.
3.2 Zasada pracy wspólnej katody
Prądowy przepływ:
W wspólnym obwodzie katodowym, gdy jeden lub więcej wyjściowych zacisków obwodu sterującego zasilają wysokie napięcie, aktywowane są anody odpowiednie diody LED lub komponentów. W tym momencie prąd przepływa ze wspólnej katody (GND) do anod tych aktywowanych komponentów, powodując, że zapalą się lub wykonują odpowiednie funkcje.
Logika kontroli:
Obwód kontrolny reguluje stan każdego lub innych komponentów LED lub innych składników lub poza nim lub innych stanów funkcjonalnych) poprzez zmianę poziomu napięcia (wysoki lub niski) na jego zaciskach wyjściowych. W wspólnym obwodzie katody wysoki poziom zwykle wskazuje na aktywację (oświetlenie lub wykonywanie funkcji), podczas gdy niski poziom wskazuje dezaktywację (nie oświetlenie lub nie wykonując funkcji).
4. Wspólna anoda
4.1Co to jest wspólna anoda
Wspólna konfiguracja anody oznacza, że dodatnie terminale (anody) diod LED są połączone ze sobą. W takim obwodzie wszystkie powiązane komponenty (takie jak diody LED) mają swoje anody podłączone do wspólnego punktu anody, podczas gdy katoda każdego komponentu jest podłączona do różnych zacisków wyjściowych obwodu kontrolnego.
4.2 Zasada pracy wspólnej anody
Obecna kontrola:
W wspólnym obwodzie anodowym, gdy jeden lub więcej wyjściowych zacisków obwodu kontrolnego zasilania niskie napięcie, tworzona jest ścieżka między katodą odpowiedniej diody LED lub komponentu a wspólną anodą, umożliwiając przepływ prądu z anody do katody, powodując oświetlenie lub wykonywanie jego funkcji. I odwrotnie, jeśli zacisk wyjściowy jest na wysokim napięciu, prąd nie może przejść, a komponent nie rozświetla się.
Rozkład napięcia:
W aplikacjach takich jak wspólne wyświetlacze LED anody, ponieważ wszystkie anody LED są połączone razem, mają to samo źródło napięcia. Jednak katoda każdej diody LED jest niezależnie kontrolowana, umożliwiając precyzyjną kontrolę nad jasnością każdej diody LED poprzez regulację napięcia wyjściowego i prądu z obwodu sterowania.
5. Zalety wspólnej anody
5.1 Wysoka pojemność prądu wyjściowego
Typowe struktury obwodów anodowych są stosunkowo złożone, ale mają wyższą pojemność prądu wyjściowego. Ta charakterystyka sprawia, że wspólne obwody anodowe odpowiednie dla aplikacji wymagających wysokiej mocy wyjściowej, takich jak linie przesyłowe mocy lub sterowniki LED o dużej mocy.
5.2 Doskonałe równoważenie obciążenia
W wspólnym obwodzie anody, ponieważ wszystkie komponenty mają wspólny punkt anody, prąd wyjściowy jest bardziej równomiernie rozmieszczony między komponentami. Ta zdolność równoważenia obciążenia pomaga zmniejszyć problemy z niedopasowaniem, poprawiając ogólną wydajność i stabilność obwodu.
5.3 Elastyczność i skalowalność
Wspólne projekty obwodu anodowego pozwalają na elastyczne dodanie lub usuwanie komponentów bez potrzeby znacznych regulacji całkowitej struktury obwodu. Ta elastyczność i skalowalność zapewniają wyraźną przewagę w złożonych systemach i aplikacjach na dużą skalę.
5.4 Uproszczony obwód
W niektórych aplikacjach wspólny obwód anody może uprościć ogólną konstrukcję obwodu. Na przykład podczas jazdy tablicami LED lub 7-segmentowymi wyświetlaczami wspólny obwód anody może kontrolować wiele komponentów z mniejszą liczbą pinów i połączeń, zmniejszając złożoność i koszt projektu.
5.5 Możliwość dostosowania do różnych strategii kontroli
Typowe obwody anodowe mogą pomieścić różne strategie kontroli. Regulując sygnały wyjściowe i czas obwodu sterowania, można osiągnąć precyzyjną kontrolę każdego komponentu we wspólnym obwodzie anody, aby spełnić różne wymagania dotyczące aplikacji.
5.6 Ulepszona niezawodność systemu
Projekt wspólnych obwodów anodowych kładzie nacisk na równoważenie obciążenia i zoptymalizowanego rozkładu prądu, co przyczynia się do ogólnej niezawodności systemu. W długoterminowych warunkach i warunkach o wysokim obciążeniu wspólne obwody anodowe utrzymują stabilną wydajność, zmniejszając wskaźniki awarii i koszty utrzymania.
6.Typowe wskazówki dotyczące konfiguracji anody
Upewnij się, że wspólne napięcie anody jest stabilne i wystarczająco wysokie, aby napędzać wszystkie połączone komponenty.
Zaprojektuj napięcie wyjściowe i zakres prądu obwodu kontrolnego, aby uniknąć uszkodzenia komponentów lub obniżania wydajności.
Weź pod uwagę charakterystykę kropli napięcia do przodu LED i zapewnij wystarczającą ilość marginesu napięcia w projekcie.
7. Zalety wspólnej katody
7.1 Wysoka zdolność mocy
Typowe obwody katodowe mogą łączyć sygnały wyjściowe wielu urządzeń elektronicznych, co powoduje wyższą moc wyjściową. To sprawia, że wspólne obwody katod są szczególnie korzystne w scenariuszach wyjściowych o dużej mocy.
7.2 Wszechstronność
Terminale wejściowe i wyjściowe wspólnego obwodu katody można swobodnie podłączyć, co pozwala elastycznie stosować go do różnych urządzeń elektronicznych. Ta wszechstronność zapewnia wspólne obwody katodowe szeroko zakrojone zastosowania w dziedzinie inżynierii elektronicznej.
7.3 Łatwość regulacji
Poprzez regulację komponentów, takich jak rezystory lub transformatory w obwodzie, wartość stanu działalności i siły sygnału wyjściowego wspólnego obwodu katody można łatwo zmodyfikować. Ta łatwość regulacji sprawia, że wspólne obwody katodowe są popularne w aplikacjach wymagających precyzyjnej kontroli sygnałów wyjściowych.
7.4 Kontrola zużycia energii
W aplikacjach wyświetlania LED wspólne obwody katodowe mogą dokładnie rozłożyć napięcie, skutecznie zmniejszając zużycie energii. Osiąga się to, ponieważ wspólne obwody katodowe umożliwiają bezpośrednie zasilanie napięcia zgodnie ze specyficznymi wymaganiami każdej diody LED, eliminując potrzebę respiracji respirujących napięcie i zmniejszając niepotrzebną utratę mocy i wytwarzanie ciepła. Na przykład wspólna technologia katodowa może zmniejszyć napięcie robocze układów LED z 4,2-5 V do 2,8-3,3 V bez wpływu na jasność lub wyświetlanie, co bezpośrednio zmniejsza zużycie energii wyświetlaczy LED o wysokości o ponad 25%.
7.5 Ulepszona wydajność i stabilność wyświetlania
Z powodu zmniejszonego zużycia energii wspólne obwody katod obniżają ogólną temperaturę ekranu. Stabilność i żywotność diod LED są odwrotnie proporcjonalne do temperatury; Dlatego niższe temperatury ekranu prowadzą do wyższej niezawodności i dłuższej żywotności wyświetlaczy LED. Ponadto wspólna technologia katodowa zmniejsza liczbę komponentów PCB, dodatkowo zwiększając integrację i stabilność systemu.
7.6 Precyzyjna kontrola
W aplikacjach wymagających precyzyjnej kontroli wielu diod LED lub innych komponentów, takich jak wyświetlacze LED i wyświetlacze 7-segmentowe, wspólne obwody katodowe umożliwiają niezależną kontrolę każdego komponentu. Ta precyzyjna zdolność sterowania sprawia, że wspólne obwody katodowe są doskonałe zarówno pod względem wydajności wyświetlania, jak i funkcjonalności.
8. Wspólne wskazówki konfiguracyjne katody
Używając wspólnych wyświetlaczy katody 7-segmentowej, unikaj bezpośredniego kontaktu z powierzchnią i ostrożnie obsługuj szpilki. Zwróć uwagę na temperaturę i czas lutowania, aby zapewnić jakość lutowania. Upewnij się również, że napięcie robocze i prąd są odpowiednio dopasowane, odpowiednio uziemiaj wspólną katodę i rozważ możliwość jazdy i kontrolę opóźnienia mikrokontrolera. Ponadto zwróć uwagę na film ochronny, kompatybilność z scenariuszem aplikacji i stabilność integracji systemu, aby zapewnić normalną obsługę i przedłużoną żywotność wspólnego wyświetlania 7-segmentowej katody.
9. Jak zidentyfikować wspólną katodę vs. wspólną anodę
9.1 Obserwuj szpilki LED:
Zasadniczo krótszy szpilka diody LED jest katodą, a dłuższy pin jest anodą. Jeśli mikrokontroler łączy dłuższe piny razem, używa wspólnej konfiguracji anody; Jeśli dłuższe piny są podłączone do portów IO mikrokontrolera, używa wspólnej konfiguracji katody.
9.2 Status napięcia i LED
W przypadku tej samej diody LED, z tym samym napięciem wyjściowym portu, jeśli „1 ″ oświetla diodę LED i„ 0 ”wyłączy ją, oznacza to wspólną konfigurację katody. W przeciwnym razie jest to powszechna konfiguracja anody.
Podsumowując, określenie, czy mikrokontroler używa wspólnej katody lub wspólnej konfiguracji anody obejmuje badanie metody połączenia LED, stanu/wyłączania LED i napięcia wyjściowego portu. Zidentyfikowanie prawidłowej konfiguracji jest niezbędne do prawidłowej kontroli diod LED lub innych komponentów wyświetlania.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o wyświetlaczach LED,Skontaktuj się z nami teraz. RTLEDodpowie na Twoje pytania.
Czas postu: 14 sierpnia 2014 r