1. Uvod
Osrednja komponenta LED-zaslona je svetleča dioda (LED), ki ima tako kot standardna dioda karakteristiko prevodnosti naprej, kar pomeni, da ima pozitivni (anoda) in negativni (katoda) terminal. Z naraščajočimi tržnimi zahtevami po LED zaslonih, kot so daljša življenjska doba, doslednost in energetska učinkovitost, je uporaba konfiguracij skupne katode in skupne anode postala zelo razširjena v različnih aplikacijah. Da bi bolje razumeli ti dve tehnologiji, bo ta članek zagotovil podroben pregled njunega ustreznega znanja.
2. Ključne razlike med skupno katodo in skupno anodo
Pri nastavitvi skupne katode imajo vse katode LED (negativni priključki) skupno povezavo, medtem ko je vsaka anoda posamično krmiljena z napetostjo. V nasprotju s tem konfiguracije skupne anode povezujejo vse anode LED (pozitivne priključke) na skupno točko, pri čemer se posamezne katode upravljajo s krmiljenjem napetosti. Obe metodi se uporabljata v različnih scenarijih načrtovanja vezja.
Poraba energije:
V diodi s skupno anodo je skupni priključek priključen na visokonapetostni nivo in ostane aktiven, kadar koli je potrebna visoka napetost. Po drugi strani pa je pri običajni katodni diodi skupni priključek povezan z maso (GND) in samo določena dioda mora za delovanje prejeti visoko napetost, kar učinkovito zmanjša porabo energije. To zmanjšanje porabe energije je še posebej koristno za LED, ki se uporabljajo dlje časa, saj pomaga znižati temperaturo zaslona.
Kompleksnost vezja:
Na splošno so v praktičnih inženirskih aplikacijah vezja diod s skupno katodo bolj zapletena kot vezja diod z navadno anodo. Konfiguracija skupne anode ne zahteva toliko visokonapetostnih vodov za vožnjo.
3. Skupna katoda
3.1 Kaj je skupna katoda
Skupna konfiguracija katode pomeni, da so negativni priključki (katode) LED diod povezani skupaj. V vezju skupne katode imajo vse LED diode ali druge komponente, ki jih poganja tok, svoje katode povezane s skupno točko, ki se pogosto imenuje "ozemljitev" (GND) ali skupna katoda.
3.2 Načelo delovanja navadne katode
Trenutni pretok:
V vezju s skupno katodo, ko ena ali več izhodnih sponk krmilnega vezja dovaja visoko napetost, se aktivirajo ustrezne LED ali anode komponent. Na tej točki tok teče od skupne katode (GND) do anod teh aktiviranih komponent, kar povzroči, da zasvetijo ali opravljajo svoje funkcije.
Nadzorna logika:
Krmilno vezje uravnava stanje vsake LED ali drugih komponent (vklopljeno ali izklopljeno ali druga funkcionalna stanja) s spreminjanjem nivoja napetosti (visoko ali nizko) na njegovih izhodnih sponkah. V tokokrogu skupne katode visoka raven običajno označuje aktivacijo (sveti ali izvaja funkcijo), medtem ko nizka raven označuje deaktivacijo (ne sveti ali ne izvaja funkcije).
4. Skupna anoda
4.1Kaj je skupna anoda
Konfiguracija skupne anode pomeni, da so pozitivni priključki (anode) LED diod povezani skupaj. V takem vezju imajo vse povezane komponente (kot so LED) svoje anode povezane s skupno anodno točko, medtem ko je katoda vsake komponente povezana z različnimi izhodnimi sponkami krmilnega vezja.
4.2 Načelo delovanja skupne anode
Trenutni nadzor:
V tokokrogu skupne anode, ko ena ali več izhodnih sponk krmilnega vezja napaja nizko napetost, se ustvari pot med katodo ustrezne LED ali komponente in skupno anodo, kar omogoča pretok toka od anode do katode, zaradi česar komponenta zasveti ali opravi svojo funkcijo. Nasprotno, če je izhodna sponka pod visoko napetostjo, tok ne more iti skozi in komponenta ne zasveti.
Porazdelitev napetosti:
V aplikacijah, kot so zasloni LED s skupno anodo, si delijo isti vir napetosti, saj so vse anode LED povezane skupaj. Vendar je vsaka katoda LED neodvisno nadzorovana, kar omogoča natančen nadzor nad svetlostjo vsake LED s prilagajanjem izhodne napetosti in toka iz krmilnega vezja.
5. Prednosti skupne anode
5.1 Visoka izhodna tokovna zmogljivost
Strukture skupnega anodnega vezja so razmeroma zapletene, vendar imajo večjo zmogljivost izhodnega toka. Zaradi te lastnosti so običajna anodna vezja primerna za aplikacije, ki zahtevajo visoko izhodno moč, kot so daljnovodi za prenos električne energije ali gonilniki LED z visoko močjo.
5.2 Odlično uravnoteženje obremenitve
Ker imajo vse komponente skupno anodno točko v krogu s skupno anodo, je izhodni tok bolj enakomerno porazdeljen med komponentami. Ta zmožnost uravnoteženja obremenitve pomaga zmanjšati težave z neusklajenostjo, izboljša splošno učinkovitost in stabilnost vezja.
5.3 Prilagodljivost in razširljivost
Navadne zasnove anodnega vezja omogočajo prilagodljivo dodajanje ali odstranjevanje komponent brez potrebe po znatnih prilagoditvah celotne strukture vezja. Ta prilagodljivost in razširljivost zagotavljata jasno prednost v kompleksnih sistemih in aplikacijah velikega obsega.
5.4 Poenostavljena zasnova vezja
V nekaterih aplikacijah lahko vezje s skupno anodo poenostavi celotno zasnovo vezja. Na primer, ko poganja nize LED ali 7-segmentne zaslone, lahko skupno anodno vezje nadzoruje več komponent z manj nožicami in povezavami, kar zmanjša kompleksnost zasnove in stroške.
5.5 Prilagodljivost različnim strategijam nadzora
Tokokrogi skupne anode lahko sprejmejo različne nadzorne strategije. S prilagajanjem izhodnih signalov in časa krmilnega vezja je mogoče doseči natančen nadzor vsake komponente v vezju skupne anode za izpolnjevanje različnih aplikacijskih zahtev.
5.6 Izboljšana zanesljivost sistema
Zasnova vezij s skupno anodo poudarja uravnoteženje obremenitve in optimizirano porazdelitev toka, kar prispeva k splošni zanesljivosti sistema. Pri dolgotrajnem delovanju in pogojih visoke obremenitve vezja skupne anode ohranjajo stabilno delovanje, kar zmanjšuje stopnje napak in stroške vzdrževanja.
6.Splošni nasveti za nastavitev anode
Prepričajte se, da je napetost skupne anode stabilna in dovolj visoka za pogon vseh priključenih komponent.
Ustrezno načrtujte izhodno napetost in tokovno območje krmilnega vezja, da se izognete poškodbam komponent ali poslabšanju delovanja.
Upoštevajte značilnosti padca napetosti LED in zagotovite zadostno napetostno rezervo pri načrtovanju.
7. Prednosti navadne katode
7.1 Zmogljivost visoke moči
Običajna katodna vezja lahko združijo izhodne signale več elektronskih naprav, kar ima za posledico večjo izhodno moč. Zaradi tega so običajna katodna vezja še posebej ugodna v scenarijih visoke izhodne moči.
7.2 Vsestranskost
Vhodne in izhodne sponke skupnega katodnega vezja je mogoče prosto povezati, kar omogoča prilagodljivo uporabo na različnih elektronskih napravah. Ta vsestranskost zagotavlja skupna katodna vezja s široko paleto aplikacij na področju elektronskega inženiringa.
7.3 Enostavnost prilagajanja
S prilagoditvijo komponent, kot so upori ali transformatorji v tokokrogu, je mogoče preprosto spremeniti stanje delovanja in moč izhodnega signala skupnega katodnega vezja. Zaradi te enostavne prilagoditve so tokokrogi s navadno katodo priljubljeni v aplikacijah, ki zahtevajo natančen nadzor izhodnih signalov.
7.4 Nadzor porabe energije
V aplikacijah LED-zaslonov lahko skupna katodna vezja natančno porazdelijo napetost, kar učinkovito zmanjša porabo energije. To je doseženo, ker skupna katodna vezja omogočajo neposredno napajanje z napetostjo v skladu s posebnimi zahtevami posamezne LED, kar odpravlja potrebo po uporih za delitev napetosti in zmanjšuje nepotrebne izgube moči in ustvarjanje toplote. Tehnologija običajne katode lahko na primer zmanjša delovno napetost LED-čipov s 4,2–5 V na 2,8–3,3 V, ne da bi vplivala na svetlost ali zmogljivost zaslona, kar neposredno zmanjša porabo energije zaslonov LED z majhnim korakom za več kot 25 %.
7.5 Izboljšana zmogljivost in stabilnost zaslona
Zaradi zmanjšane porabe energije tokokrogi s skupno katodo znižajo celotno temperaturo zaslona. Stabilnost in življenjska doba LED diod sta obratno sorazmerni s temperaturo; zato nižje temperature zaslona vodijo do večje zanesljivosti in daljše življenjske dobe LED zaslonov. Poleg tega tehnologija skupne katode zmanjša število komponent PCB, kar dodatno izboljša integracijo in stabilnost sistema.
7.6 Natančen nadzor
V aplikacijah, ki zahtevajo natančen nadzor več diod LED ali drugih komponent, kot so LED zasloni in 7-segmentni zasloni, skupna katodna vezja omogočajo neodvisen nadzor vsake komponente. Zaradi te zmožnosti natančnega nadzora so skupna katodna vezja odlična tako v zmogljivosti kot v funkcionalnosti zaslona.
8. Splošni nasveti za nastavitev katode
Pri uporabi 7-segmentnih zaslonov z običajno katodo se izogibajte neposrednemu stiku s površino in previdno ravnajte z zatiči. Bodite pozorni na temperaturo in čas spajkanja, da zagotovite kakovost spajkanja. Zagotovite tudi, da se delovna napetost in tok ujemata, pravilno ozemljite skupno katodo in upoštevajte pogonsko zmogljivost mikrokrmilnika in nadzor zakasnitve. Poleg tega bodite pozorni na zaščitno folijo, združljivost s scenarijem uporabe in stabilnost sistemske integracije, da zagotovite normalno delovanje in podaljšano življenjsko dobo 7-segmentnega zaslona s skupno katodo.
9. Kako prepoznati navadno katodo v primerjavi z navadno anodo
9.1 Upoštevajte zatiče LED:
Na splošno je krajši zatič LED katoda, daljši zatič pa anoda. Če mikrokrmilnik poveže daljše zatiče skupaj, uporablja skupno konfiguracijo anode; če so daljši zatiči priključeni na vrata IO mikrokrmilnika, uporablja skupno konfiguracijo katode.
9.2 Napetost in stanje LED
Za isto LED z isto izhodno napetostjo vrat, če "1" zasveti LED in "0" izklopi, to kaže na skupno konfiguracijo katode. V nasprotnem primeru je to običajna konfiguracija anode.
Če povzamemo, ugotavljanje, ali mikrokrmilnik uporablja konfiguracijo skupne katode ali skupne anode, vključuje preučitev metode povezave LED, stanja vklopa/izklopa LED in izhodne napetosti vrat. Identifikacija pravilne konfiguracije je bistvena za pravilen nadzor LED ali drugih komponent zaslona.
Če želite izvedeti več o LED zaslonih,kontaktirajte nas zdaj. RTLEDbo odgovoril na vaša vprašanja.
Čas objave: 24. avgusta 2024