1. Введение
Основным компонентом светодиодного дисплея является светоизлучающий диод (LED), который, как и стандартный диод, имеет характеристику прямой проводимости, то есть имеет как положительный (анод), так и отрицательный (катод) вывод. С ростом рыночных требований к светодиодным дисплеям, таких как более длительный срок службы, стабильность и энергоэффективность, использование конфигураций с общим катодом и общим анодом стало широко распространено в различных приложениях. Чтобы помочь вам лучше понять эти две технологии, в этой статье будет представлен подробный обзор соответствующих знаний.
2. Ключевые различия между общим катодом и общим анодом
В схеме с общим катодом все катоды светодиодов (отрицательные клеммы) имеют общее соединение, в то время как каждый анод индивидуально контролируется напряжением. Напротив, конфигурации с общим анодом соединяют все аноды светодиодов (положительные клеммы) с общей точкой, при этом управление отдельными катодами осуществляется посредством контроля напряжения. Оба метода используются в различных сценариях проектирования схем.
Потребляемая мощность:
В диоде с общим анодом общий вывод подключен к высокому напряжению и остается активным, когда требуется высокое напряжение. С другой стороны, в диоде с общим катодом общая клемма подключена к земле (GND), и только определенный диод для работы должен получать высокое напряжение, что эффективно снижает энергопотребление. Такое снижение энергопотребления особенно полезно для светодиодов, которые используются в течение длительного времени, поскольку помогает снизить температуру экрана.
Сложность схемы:
Как правило, в практических инженерных приложениях схемы диодов с общим катодом имеют тенденцию быть более сложными, чем схемы диодов с общим анодом. Конфигурация с общим анодом не требует такого количества высоковольтных линий для управления.
3. Общий катод.
3.1 Что такое общий катод
Конфигурация с общим катодом означает, что отрицательные клеммы (катоды) светодиодов соединены вместе. В схеме с общим катодом катоды всех светодиодов или других компонентов, управляемых током, подключены к общей точке, часто называемой «землей» (GND) или общим катодом.
3.2 Принцип работы общего катода
Текущий поток:
В схеме с общим катодом, когда на одну или несколько выходных клемм схемы управления подается высокое напряжение, активируются соответствующие светодиоды или аноды компонентов. В этот момент ток течет от общего катода (GND) к анодам этих активированных компонентов, заставляя их загораться или выполнять свои соответствующие функции.
Логика управления:
Схема управления регулирует состояние каждого светодиода или других компонентов (включено или выключено или другие функциональные состояния) путем изменения уровня напряжения (высокого или низкого) на его выходных клеммах. В схеме с общим катодом высокий уровень обычно указывает на активацию (горит или выполняет функцию), а низкий уровень указывает на деактивацию (не горит или не выполняет функцию).
4. Общий анод
4.1Что такое общий анод
Конфигурация с общим анодом означает, что положительные клеммы (аноды) светодиодов соединены вместе. В такой схеме аноды всех связанных компонентов (например, светодиодов) подключены к общей анодной точке, а катод каждого компонента подключен к различным выходным клеммам схемы управления.
4.2 Принцип работы общего анода
Текущий контроль:
В схеме с общим анодом, когда на одну или несколько выходных клемм схемы управления подается низкое напряжение, между катодом соответствующего светодиода или компонента и общим анодом создается путь, позволяющий току течь от анода к катоду. заставляя компонент загораться или выполнять свою функцию. И наоборот, если выходная клемма находится под высоким напряжением, ток не может пройти, и компонент не загорается.
Распределение напряжения:
В таких приложениях, как светодиодные дисплеи с общим анодом, поскольку все светодиодные аноды соединены вместе, они используют один и тот же источник напряжения. Однако катод каждого светодиода управляется независимо, что позволяет точно контролировать яркость каждого светодиода путем регулировки выходного напряжения и тока схемы управления.
5. Преимущества общего анода
5.1. Высокий выходной ток.
Структуры схем с общим анодом относительно сложны, но имеют более высокую выходную токовую мощность. Эта характеристика делает схемы с общим анодом подходящими для применений, требующих высокой выходной мощности, таких как линии электропередачи или мощные драйверы светодиодов.
5.2 Отличная балансировка нагрузки
В схеме с общим анодом, поскольку все компоненты имеют общую анодную точку, выходной ток более равномерно распределяется между компонентами. Эта возможность балансировки нагрузки помогает уменьшить проблемы несоответствия, повышая общую эффективность и стабильность схемы.
5.3 Гибкость и масштабируемость
Конструкции схем с общим анодом позволяют гибко добавлять или удалять компоненты без необходимости внесения значительных изменений в общую структуру схемы. Такая гибкость и масштабируемость обеспечивают явное преимущество в сложных системах и крупномасштабных приложениях.
5.4 Упрощенная схема
В некоторых приложениях схема с общим анодом может упростить общую конструкцию схемы. Например, при управлении светодиодными матрицами или 7-сегментными дисплеями схема с общим анодом может управлять несколькими компонентами с меньшим количеством контактов и соединений, что снижает сложность и стоимость конструкции.
5.5 Адаптивность к различным стратегиям управления
Схемы с общим анодом могут использовать различные стратегии управления. Регулируя выходные сигналы и синхронизацию схемы управления, можно добиться точного управления каждым компонентом в цепи с общим анодом для удовлетворения различных требований применения.
5.6 Повышенная надежность системы
В конструкции схем с общим анодом особое внимание уделяется балансировке нагрузки и оптимизированному распределению тока, что способствует общей надежности системы. При длительной работе и условиях высокой нагрузки схемы с общим анодом сохраняют стабильную работу, снижая частоту отказов и затраты на техническое обслуживание.
6.Общие советы по установке анода
Убедитесь, что общее анодное напряжение стабильно и достаточно велико для управления всеми подключенными компонентами.
Спроектируйте диапазон выходного напряжения и тока схемы управления соответствующим образом, чтобы избежать повреждения компонентов или ухудшения производительности.
Учитывайте характеристики прямого падения напряжения светодиодов и обеспечьте достаточный запас напряжения в конструкции.
7. Преимущества общего катода
7.1 Высокая мощность
Схемы с общим катодом могут объединять выходные сигналы нескольких электронных устройств, что приводит к более высокой выходной мощности. Это делает схемы с общим катодом особенно выгодными в сценариях с высокой выходной мощностью.
7.2 Универсальность
Входные и выходные клеммы схемы с общим катодом могут быть свободно подключены, что позволяет гибко применять ее к различным электронным устройствам. Эта универсальность обеспечивает схемам с общим катодом широкое применение в области электронной техники.
7.3 Простота настройки
Регулируя такие компоненты, как резисторы или трансформаторы в схеме, можно легко изменить рабочее состояние и силу выходного сигнала схемы с общим катодом. Эта простота настройки делает схемы с общим катодом популярными в приложениях, требующих точного управления выходными сигналами.
7.4 Контроль энергопотребления
В светодиодных дисплеях схемы с общим катодом могут точно распределять напряжение, эффективно снижая энергопотребление. Это достигается за счет того, что схемы с общим катодом позволяют подавать напряжение напрямую в соответствии с конкретными требованиями каждого светодиода, устраняя необходимость в резисторах деления напряжения и уменьшая ненужные потери мощности и выделение тепла. Например, технология общего катода может снизить рабочее напряжение светодиодных чипов с 4,2–5 В до 2,8–3,3 В, не влияя при этом на яркость или производительность дисплея, что напрямую снижает энергопотребление светодиодных дисплеев с мелким шагом более чем на 25%.
7.5 Улучшенная производительность и стабильность дисплея
Благодаря снижению энергопотребления схемы с общим катодом снижают общую температуру экрана. Стабильность и срок службы светодиодов обратно пропорциональны температуре; следовательно, более низкие температуры экрана приводят к повышению надежности и увеличению срока службы светодиодных дисплеев. Кроме того, технология общего катода сокращает количество компонентов печатной платы, что еще больше повышает интеграцию и стабильность системы.
7.6 Точный контроль
В приложениях, требующих точного управления несколькими светодиодами или другими компонентами, таких как светодиодные дисплеи и 7-сегментные дисплеи, схемы с общим катодом обеспечивают независимое управление каждым компонентом. Возможность точного управления делает схемы с общим катодом превосходными как по характеристикам, так и по функциональности дисплея.
8. Советы по настройке общего катода
При использовании 7-сегментных дисплеев с общим катодом избегайте прямого контакта с поверхностью и осторожно обращайтесь с контактами. Обратите внимание на температуру и время пайки, чтобы обеспечить качество пайки. Кроме того, убедитесь, что рабочее напряжение и ток совпадают, правильно заземлите общий катод и учтите возможности управления микроконтроллером и управление задержкой. Кроме того, обратите внимание на защитную пленку, совместимость со сценарием применения и стабильность системной интеграции, чтобы обеспечить нормальную работу и длительный срок службы 7-сегментного дисплея с общим катодом.
9. Как отличить общий катод от общего анода
9.1 Обратите внимание на контакты светодиодов:
Обычно более короткий вывод светодиода является катодом, а более длинный — анодом. Если микроконтроллер соединяет более длинные контакты вместе, он использует конфигурацию с общим анодом; если более длинные контакты подключены к портам ввода-вывода микроконтроллера, используется конфигурация с общим катодом.
9.2 Напряжение и состояние светодиодов
Для одного и того же светодиода с тем же выходным напряжением порта, если «1» зажигает светодиод, а «0» выключает его, это указывает на общую конфигурацию катода. В противном случае это конфигурация с общим анодом.
Таким образом, определение того, использует ли микроконтроллер конфигурацию с общим катодом или общим анодом, включает в себя проверку метода подключения светодиода, состояния включения/выключения светодиода и выходного напряжения порта. Определение правильной конфигурации важно для правильного управления светодиодами или другими компонентами дисплея.
Если вы хотите узнать больше о светодиодных дисплеях,свяжитесь с нами сейчас. РТЛЕДответит на ваши вопросы.
Время публикации: 24 августа 2024 г.