A kezdeti időkben a LED-kijelzőket főként kültéri alkalmazásokhoz használták, nagyobb osztásközű (pixel pitch) megjelenítőként. Mivel statikus pásztázó meghajtóként tervezték őket, a meghajtó IC-k számára nem volt fizikai helyigény. Amikor azonban a LED-kijelzőket beltéri körülmények között kezdték igénybe venni, kisebb osztásközű LED (adott fizikai mérethez nagyobb képfelbontású, azaz sűrűbb LED elhelyezésű) modulokat használtak, így az elektronikus alkatrészek számára rendelkezésre álló hely szűkült. Ezért fejlesztették ki az időosztásos multiplex elven (time division multiplexing = TDM) alapuló dinamikus pásztázó meghajtót (dynamic scanning drive). A dynamic scanning drive módban a LED-kijelzőket két típusra oszthatjuk: közös katód és közös anód.
A közös katód konfigurációt LED-kijelzőkben és más félvezető eszközökben használják. Több LED katódját (negatív kivezetéseit) kötik össze egy közös földdel, leegyszerűsítve az áramkör kialakítását. Minden LED anódja (pozitív kivezetése) egy különálló vezérlővezetékhez csatlakozik. Egy LED megvilágításához pozitív feszültséget kapcsolnak az anódjára, lehetővé téve az áram áramlását az anódról a katódra. Ekkor kezd világítani a LED. Ez a beállítás hatékony a közös földelési referenciával rendelkező LED-ek vezérlésére, így ideális olyan alkalmazásokhoz, mint a hétszegmenses kijelzők és az RGB LED-ek, ahol egyedi LED-vezérlésre van szükség.
A közös anód konfiguráció működése
A közös anód konfigurációt ugyancsak LED-kijelzőkben és más félvezető eszközökben használják. Több LED anódját (pozitív kivezetéseit) egy közös pozitív feszültségforráshoz csatlakoztatják. Minden LED katódja (negatív kivezetése) egy külön vezérlővezetékhez csatlakozik. Egy LED megvilágításához negatív feszültséget kapcsolnak a katódjára, lehetővé téve az áram áramlását a közös anódról a katódra, így megvilágítva a LED-et. Ez az elrendezés ideális a közös pozitív feszültséget használó áramkörökhöz, és lehetővé teszi az egyes LED-ek egyedi vezérlését. A közös anódos konfiguráció több előnnyel rendelkezik, amelyek miatt számos elektronikus alkalmazásban preferálják. Ezek az előnyök magukban foglalják a pozitív logikai rendszerekkel való kompatibilitást, az egyszerűsített tápegység kialakítást és a tervezés rugalmasságát.
|
Funkció |
Közös katód |
Közös anód |
|
Csatlakozás |
Minden katód közös földre van kötve |
Minden anód közös pozitív feszültséghez csatlakozik |
|
Vezérlési mód |
Az egyes anódok pozitív feszültséggel vezérelhetők |
Az egyes katódok negatív feszültséggel vezérelhetők |
|
kompatibilitás |
Földre vonatkoztatott vezérlőáramkörök |
Pozitív logikai vezérlőrendszer |
|
Táp.egység kialakítás |
A csökkentett feszültségesés miatt hatékonyabb |
Egyszerűsíti a tervezést a közös pozitív feszültségű rendszerekben |
|
Tipikus alkalmazások |
Hét szegmenses kijelzők, RGB LED-ek |
Hét szegmenses kijelzők, RGB LED-ek |
|
Vezérlés |
A pozitív feszültség bekapcsolja a LED-eket |
A negatív feszültség bekapcsolja a LED-eket |
|
Felhasználási esetek |
Digitális órák, számológépek, többszegmenses kijelzők |
Digitális órák, számológépek, többszegmenses kijelzők |
Közös anód módban a LED kijelző árama a NYÁK-ból a LED diódához folyik, és az RGB LED-eket ugyanaz a tápegység táplálja azonos teljesítménnyel, így az előre irányuló feszültségesés megnő.
Közös katód módban a LED kijelző árama először a LED diódán folyik át, az R, G és B LED-ek külön-külön kapnak áramot, majd az integrált áramkör negatív pólusára jutnak. Az előre irányuló feszültségesés csökken, és a belső vezetési ellenállás is csökken.
Közös anód módban a LED kijelző 3,8 V-nál nagyobb (például 5 V) egységes feszültséget biztosít az RGB LED-ek számára, így sok energiát fogyaszt.
Közös katód módban a LED kijelző külön feszültséget biztosít az R, G és B LED-ek számára (2,8 V a piros LED-ekhez, 3,8 V a zöld és kék LED-ekhez) a tényleges igényeknek megfelelően. Az energiahatékonyság magasabb a független és pontos tápegységnek köszönhetően. Ezért, mivel kevesebb áramot fogyaszt, kevesebb hő keletkezik.
Mind a közös katódos, mind a közös anódos konfigurációt széles körben használják hétszegmenses kijelzőkben, RGB LED-ekben és más többszegmenses kijelzőkben. A választás a vezérlő áramkör kialakításától függ, a közös katód a földelt logikához, a közös anód pedig a pozitív logikai rendszerekhez alkalmas.
Forrás: Premteco + Tomo (Fotók: Haikoto)