Au début, les écrans LED étaient principalement utilisés pour les applications extérieures avec des produits à plus grand pas. Puisqu’ils ont été conçus comme des lecteurs d’analyse statique, il n’y avait aucune limitation d’espace physique pour le circuit intégré du pilote. Cependant, lorsque les écrans LED commencent à être utilisés dans des applications intérieures et que des produits avec des pas plus petits sont utilisés, l'espace disponible pour les composants électroniques est réduit. Par conséquent, un lecteur de balayage dynamique (lecteur de balayage de ligne) basé sur le multiplexage temporel (TDM) apparaît. En mode de conduite à balayage linéaire, l'affichage LED peut être divisé en deux types : cathode commune et anode commune.
La cathode commune est une configuration utilisée dans les écrans LED et autres dispositifs à semi-conducteurs, dans laquelle la cathode (borne négative) de chaque LED est connectée à une masse commune ou à une borne négative commune. Cette configuration est particulièrement courante dans les écrans multi-segments, tels que les écrans à sept segments ou les LED RVB.
Une configuration de cathode commune connecte les cathodes (bornes négatives) de plusieurs LED à une masse commune, simplifiant ainsi la conception du circuit. L'anode de chaque LED (borne positive) est connectée à une ligne de commande individuelle. Pour éclairer une LED, une tension positive est appliquée à son anode, permettant au courant de circuler de l'anode à la cathode, allumant ainsi la LED. Cette configuration est efficace pour contrôler les LED avec une référence de masse commune, ce qui la rend idéale pour les applications telles que les écrans à sept segments et les LED RVB où un contrôle individuel des LED est requis.
La configuration cathodique commune offre plusieurs avantages qui en font un choix populaire dans diverses applications électroniques. Ces avantages incluent une gestion simplifiée du sol, une facilité de contrôle et une efficacité énergétique potentielle. Voici un aperçu plus approfondi de chaque avantage :
L'anode commune est une configuration utilisée dans les écrans LED et autres dispositifs à semi-conducteurs, où l'anode (borne positive) de chaque LED est connectée à une tension positive commune. Cette configuration est particulièrement courante dans les écrans multi-segments, tels que les écrans à sept segments ou les LED RVB.
Dans une configuration d'anode commune, les anodes (bornes positives) de plusieurs LED sont connectées à une source de tension positive commune. La cathode de chaque LED (borne négative) est connectée à une ligne de commande individuelle. Pour éclairer une LED, une tension négative est appliquée à sa cathode, permettant au courant de circuler de l'anode commune à la cathode, allumant ainsi la LED. Cette configuration est idéale pour les circuits utilisant une tension positive commune et permet un contrôle individuel de chaque LED.
La configuration anodique commune offre plusieurs avantages distincts qui en font un choix privilégié dans de nombreuses applications électroniques. Ces avantages incluent la compatibilité avec les systèmes à logique positive, une conception d'alimentation simplifiée et une flexibilité de conception. Voici un aperçu plus approfondi de chaque avantage :
| Caractéristique | Cathode commune | Anode commune |
|---|---|---|
| La connexion | Toutes les cathodes connectées à une masse commune | Toutes les anodes connectées à une tension positive commune |
| Méthode de contrôle | Anodes individuelles contrôlées avec une tension positive | Cathodes individuelles contrôlées avec une tension négative |
| Compatibilité | Plus facile avec des circuits de commande référencés à la terre | Plus facile avec les systèmes de contrôle à logique positive |
| Conception de l'alimentation | Peut être plus efficace en raison de chutes de tension réduites | Simplifie la conception dans les systèmes avec une tension positive commune |
| Applications typiques | Écrans à sept segments, LED RVB | Écrans à sept segments, LED RVB |
| Logique de conduite | Une tension positive allume les LED | Une tension négative allume les LED |
| Cas d’utilisation courants | Horloges numériques, calculatrices, affichages multi-segments | Horloges numériques, calculatrices, affichages multi-segments |
La connexion
Dans les configurations cathodiques courantes, toutes les cathodes sont connectées à une masse commune, tandis que chaque anode est contrôlée individuellement avec une tension positive. À l’inverse, dans les configurations d’anodes communes, toutes les anodes sont connectées à une tension positive commune et chaque cathode est contrôlée individuellement avec une tension négative. Cette distinction a un impact sur la manière dont les LED sont pilotées et intégrées dans les circuits.
Logique de contrôle
Les configurations de cathodes courantes sont plus faciles à contrôler avec des circuits dotés d'une masse commune, ce qui les rend idéales pour les systèmes utilisant une logique référencée à la masse. D'un autre côté, les configurations d'anodes courantes conviennent aux circuits avec une tension positive commune, s'alignant bien avec les systèmes à logique positive. Cette différence détermine la facilité d'intégration en fonction de la logique de contrôle du circuit.
Alimentation des LED
Dans une configuration de cathode commune, les LED sont allumées en appliquant une tension positive à leurs anodes, permettant au courant de circuler jusqu'à la masse commune. À l’inverse, dans une configuration d’anode commune, les LED sont activées en appliquant une tension négative à leurs cathodes, le courant circulant à partir de la tension positive commune. Cette différence d'application de tension affecte la manière dont les LED sont alimentées et contrôlées dans diverses conceptions de circuits.
Direction actuelle
En mode anode commune, le courant de l'affichage LED circule du PCB vers la diode LED, et les LED RVB sont alimentées par la même alimentation au même taux de puissance, de sorte que la chute de tension directe augmentera. En mode cathode commune, le courant de l'affichage LED traverse d'abord la diode LED, les LED R, G et B sont alimentées séparément, puis vers le pôle négatif du circuit intégré. La chute de tension directe est réduite et la résistance de conduction interne est réduite.
La tension d'alimentation
En mode anode commune, l'écran LED fournit une tension unifiée supérieure à 3.8 V (par exemple 5 V) pour les LED RVB, il consomme donc beaucoup d'énergie. En mode cathode commune, l'affichage LED fournit des tensions séparées pour les LED R, V, B (2.8 V pour les LED rouges, 3.8 V pour les LED vertes et bleues) en fonction des besoins réels. L'efficacité énergétique est plus élevée grâce à cette alimentation indépendante et précise. Ainsi, moins d’électricité est consommée, moins de chaleur est générée.
Applications
Les configurations de cathode commune et d'anode commune sont largement utilisées dans les écrans à sept segments, les LED RVB et autres écrans multi-segments. Le choix entre eux dépend de la conception du circuit de commande, avec une cathode commune adaptée à la logique référencée à la terre et une anode commune pour les systèmes à logique positive.
Comprendre les différences entre les configurations de cathode commune et d'anode commune est crucial pour concevoir et mettre en œuvre efficacement des écrans LED. Chaque configuration offre des avantages uniques en fonction de la logique de contrôle et de la conception de l'alimentation électrique de votre projet. Que vous ayez besoin d'un contrôle référencé à la terre pour les configurations de cathodes courantes ou de systèmes à tension positive pour les configurations d'anodes courantes, choisir la bonne configuration peut améliorer les performances et l'efficacité de vos écrans LED.
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