1. Úvod
Základným komponentom LED displeja je dióda vyžarujúca svetlo (LED), ktorá má, podobne ako štandardná dióda, charakteristiku dopredného vedenia, čo znamená, že má kladný (anóda) aj záporný (katódový) terminál. S rastúcimi požiadavkami trhu na LED displeje, ako je dlhšia životnosť, konzistencia a energetická účinnosť, sa používanie konfigurácií spoločnej katódy a spoločnej anódy rozšírilo v rôznych aplikáciách. Aby sme vám pomohli lepšie pochopiť tieto dve technológie, tento článok poskytne podrobný prehľad ich relevantných znalostí.
2. Kľúčové rozdiely medzi spoločnou katódou a spoločnou anódou
Pri nastavení spoločnej katódy zdieľajú všetky katódy LED (záporné vývody) spoločné pripojenie, pričom každá anóda je samostatne riadená napätím. Na rozdiel od toho, konfigurácie spoločnej anódy spájajú všetky LED anódy (kladné svorky) k zdieľanému bodu, pričom jednotlivé katódy sú riadené reguláciou napätia. Obe metódy sa používajú v rôznych scenároch návrhu obvodov.
Spotreba energie:
V spoločnej anódovej dióde je spoločná svorka pripojená k vysokonapäťovej úrovni a zostáva aktívna vždy, keď je potrebné vysoké napätie. Na druhej strane v dióde so spoločnou katódou je spoločná svorka spojená so zemou (GND) a iba špecifická dióda potrebuje na svoju činnosť vysoké napätie, čím sa účinne znižuje spotreba energie. Toto zníženie spotreby energie je obzvlášť výhodné pre LED diódy, ktoré sa používajú dlhší čas, pretože pomáha znižovať teplotu obrazovky.
Zložitosť obvodu:
Vo všeobecnosti sú v praktických inžinierskych aplikáciách obvody s bežnými katódovými diódami zvyčajne zložitejšie ako obvody s bežnými anódovými diódami. Konfigurácia spoločnej anódy nevyžaduje toľko vysokonapäťových vedení na riadenie.
3. Spoločná katóda
3.1 Čo je spoločná katóda
Konfigurácia so spoločnou katódou znamená, že záporné vývody (katódy) LED sú navzájom spojené. V obvode so spoločnou katódou majú všetky LED alebo iné súčiastky poháňané prúdom svoje katódy pripojené k spoločnému bodu, často označovanému ako „zem“ (GND) alebo spoločná katóda.
3.2 Pracovný princíp spoločnej katódy
Aktuálny tok:
V obvode so spoločnou katódou, keď jedna alebo viacero výstupných svoriek riadiaceho obvodu dodáva vysoké napätie, aktivujú sa príslušné LED alebo anódy komponentov. V tomto bode prúd tečie zo spoločnej katódy (GND) do anód týchto aktivovaných komponentov, čo spôsobuje, že sa rozsvietia alebo vykonávajú svoje príslušné funkcie.
Logika ovládania:
Riadiaci obvod reguluje stav každej LED alebo iných komponentov (zapnuté alebo vypnuté, prípadne iné funkčné stavy) zmenou úrovne napätia (vysoké alebo nízke) na jej výstupných svorkách. V obvode so spoločnou katódou vysoká úroveň typicky indikuje aktiváciu (rozsvietenie alebo vykonávanie funkcie), zatiaľ čo nízka úroveň indikuje deaktiváciu (nesvieti alebo nevykonáva funkciu).
4. Spoločná anóda
4.1Čo je spoločná anóda
Konfigurácia spoločnej anódy znamená, že kladné svorky (anódy) LED sú navzájom spojené. V takomto obvode majú všetky súvisiace komponenty (ako sú LED) svoje anódy pripojené k spoločnému anódovému bodu, pričom katóda každého komponentu je pripojená k rôznym výstupným svorkám riadiaceho obvodu.
4.2 Princíp činnosti spoločnej anódy
Ovládanie prúdu:
V obvode so spoločnou anódou, keď jedna alebo viacero výstupných svoriek riadiaceho obvodu dodáva nízke napätie, medzi katódou zodpovedajúcej LED alebo komponentu a spoločnou anódou sa vytvorí dráha, ktorá umožňuje prúdenie prúdu z anódy do katódy, spôsobí, že sa komponent rozsvieti alebo vykoná svoju funkciu. Naopak, ak je výstupná svorka pod vysokým napätím, prúd nemôže prechádzať a súčiastka sa nerozsvieti.
Distribúcia napätia:
V aplikáciách, ako sú LED displeje so spoločnou anódou, pretože všetky anódy LED sú navzájom spojené, zdieľajú rovnaký zdroj napätia. Katóda každej LED je však ovládaná nezávisle, čo umožňuje presné ovládanie jasu každej LED úpravou výstupného napätia a prúdu z riadiaceho obvodu.
5. Výhody spoločnej anódy
5.1 Vysoká výstupná prúdová kapacita
Štruktúry bežných anódových obvodov sú pomerne zložité, ale majú vyššiu výstupnú prúdovú kapacitu. Táto charakteristika robí bežné anódové obvody vhodné pre aplikácie, ktoré vyžadujú vysoký výstupný výkon, ako sú prenosové vedenia alebo vysokovýkonné LED ovládače.
5.2 Vynikajúce vyrovnávanie záťaže
V obvode so spoločnou anódou, keďže všetky komponenty zdieľajú spoločný anódový bod, je výstupný prúd rovnomernejšie rozdelený medzi komponenty. Táto schopnosť vyrovnávania záťaže pomáha znižovať problémy s nesúladom, zlepšuje celkovú účinnosť a stabilitu obvodu.
5.3 Flexibilita a škálovateľnosť
Spoločné návrhy anódových obvodov umožňujú flexibilné pridávanie alebo odoberanie komponentov bez potreby výrazných úprav celkovej štruktúry obvodu. Táto flexibilita a škálovateľnosť poskytuje jasnú výhodu v zložitých systémoch a rozsiahlych aplikáciách.
5.4 Zjednodušený návrh obvodu
V niektorých aplikáciách môže spoločný anódový obvod zjednodušiť celkový dizajn obvodu. Napríklad pri riadení LED polí alebo 7-segmentových displejov môže spoločný anódový obvod ovládať viacero komponentov s menším počtom kolíkov a spojení, čím sa znižuje zložitosť návrhu a náklady.
5.5 Prispôsobivosť rôznym stratégiám riadenia
Spoločné anódové obvody môžu prispôsobiť rôzne stratégie riadenia. Úpravou výstupných signálov a časovania riadiaceho obvodu je možné dosiahnuť presné riadenie každého komponentu v spoločnom anódovom obvode, aby sa splnili rôzne aplikačné požiadavky.
5.6 Vylepšená spoľahlivosť systému
Dizajn spoločných anódových obvodov kladie dôraz na vyvažovanie záťaže a optimalizovanú distribúciu prúdu, čo prispieva k celkovej spoľahlivosti systému. V dlhodobej prevádzke a podmienkach vysokého zaťaženia si bežné anódové obvody udržujú stabilný výkon, čím sa znižuje miera porúch a náklady na údržbu.
6.Bežné tipy na nastavenie anódy
Uistite sa, že napätie spoločnej anódy je stabilné a dostatočne vysoké na pohon všetkých pripojených komponentov.
Vhodne navrhnite rozsah výstupného napätia a prúdu riadiaceho obvodu, aby ste predišli poškodeniu komponentov alebo zníženiu výkonu.
Zohľadnite charakteristiky poklesu napätia LED diód vpred a zabezpečte dostatočnú rezervu napätia v návrhu.
7. Výhody spoločnej katódy
7.1 Schopnosť vysokého výkonu
Obvody so spoločnou katódou môžu kombinovať výstupné signály viacerých elektronických zariadení, čo vedie k vyššiemu výstupnému výkonu. Vďaka tomu sú obvody so spoločnou katódou obzvlášť výhodné v scenároch s vysokým výkonom.
7.2 Všestrannosť
Vstupné a výstupné svorky obvodu so spoločnou katódou môžu byť voľne prepojené, čo umožňuje jeho flexibilnú aplikáciu na rôzne elektronické zariadenia. Táto všestrannosť poskytuje spoločným katódovým obvodom široké uplatnenie v oblasti elektronického inžinierstva.
7.3 Jednoduché nastavenie
Nastavením komponentov, ako sú odpory alebo transformátory v obvode, možno ľahko upraviť prevádzkový stav a silu výstupného signálu obvodu so spoločnou katódou. Vďaka tejto jednoduchosti nastavenia sú bežné katódové obvody populárne v aplikáciách vyžadujúcich presné riadenie výstupných signálov.
7.4 Kontrola spotreby energie
V aplikáciách LED displejov môžu bežné katódové obvody presne distribuovať napätie, čím sa účinne znižuje spotreba energie. Toto je dosiahnuté, pretože spoločné katódové obvody umožňujú priame napájanie podľa špecifických požiadaviek každej LED, čím sa eliminuje potreba rezistorov deliacich napätie a znižuje sa zbytočné straty energie a tvorba tepla. Napríklad technológia spoločnej katódy dokáže znížiť prevádzkové napätie LED čipov z 4,2-5V na 2,8-3,3V bez ovplyvnenia jasu alebo výkonu displeja, čo priamo znižuje spotrebu energie LED displejov s jemným rozstupom o viac ako 25%.
7.5 Vylepšený výkon a stabilita displeja
V dôsledku zníženej spotreby energie obvody so spoločnou katódou znižujú celkovú teplotu obrazovky. Stabilita a životnosť LED diód sú nepriamo úmerné teplote; preto nižšie teploty obrazovky vedú k vyššej spoľahlivosti a dlhšej životnosti LED displejov. Technológia spoločnej katódy navyše znižuje počet komponentov PCB, čím sa ďalej zlepšuje integrácia a stabilita systému.
7.6 Presné ovládanie
V aplikáciách vyžadujúcich presné ovládanie viacerých LED alebo iných komponentov, ako sú LED displeje a 7-segmentové displeje, umožňujú obvody so spoločnou katódou nezávislé ovládanie každého komponentu. Vďaka tejto schopnosti presného riadenia vynikajú bežné katódové obvody z hľadiska výkonu a funkčnosti displeja.
8. Tipy na nastavenie bežnej katódy
Pri používaní 7-segmentových displejov so spoločnou katódou sa vyhýbajte priamemu kontaktu s povrchom a manipulujte s kolíkmi opatrne. Dávajte pozor na teplotu a čas spájkovania, aby ste zaistili kvalitu spájkovania. Tiež sa uistite, že sa prevádzkové napätie a prúd zhodujú, správne uzemnite spoločnú katódu a zvážte riadiace schopnosti mikrokontroléra a ovládanie oneskorenia. Okrem toho venujte pozornosť ochrannému filmu, kompatibilite so scenárom aplikácie a stabilite systémovej integrácie, aby ste zaistili normálnu prevádzku a predĺženú životnosť 7-segmentového displeja so spoločnou katódou.
9. Ako identifikovať spoločnú katódu vs. spoločnú anódu
9.1 Sledujte kolíky LED:
Vo všeobecnosti je kratší kolík LED katóda a dlhší kolík je anóda. Ak mikrokontrolér spája dlhšie kolíky, používa spoločnú anódovú konfiguráciu; ak sú dlhšie kolíky pripojené k IO portom mikrokontroléra, používa sa konfigurácia so spoločnou katódou.
9.2 Napätie a stav LED
Ak pre rovnakú LED diódu s rovnakým výstupným napätím portu „1“ rozsvieti LED a „0“ ju zhasne, znamená to spoločnú konfiguráciu katódy. V opačnom prípade ide o konfiguráciu bežnej anódy.
Stručne povedané, určenie, či mikrokontrolér používa konfiguráciu so spoločnou katódou alebo spoločnou anódou, zahŕňa preskúmanie spôsobu pripojenia LED, stavu zapnutia/vypnutia LED a výstupného napätia portu. Identifikácia správnej konfigurácie je nevyhnutná pre správne ovládanie LED alebo iných komponentov displeja.
Ak sa chcete dozvedieť viac o LED displejoch,kontaktujte nás teraz. RTLEDodpovie na vaše otázky.
Čas odoslania: 24. augusta 2024