Светодиодный дисплей с общим катодом против дисплея с общим анодом: руководство покупателя

В светодиодном дисплее с общим катодом отрицательные выводы (катоды) каждого пикселя, состоящего из красного, зеленого и синего светодиодов, питаются от собственной шины питания, тогда как в дисплее с общим анодом положительные выводы (аноды) питаются от одной общей шины питания, а все три цвета — от одной общей шины. Поскольку красным светодиодам требуется меньшее напряжение, чем зеленым и синим, конструкция с общим катодом выделяет меньше энергии в виде тепла. Компания Texas Instruments сообщает, что метод с общим катодом обычно позволяет снизить общее энергопотребление на 30–75% и уменьшить температуру поверхности дисплея более чем на 10 градусов, но при этом требуются более дорогие микросхемы драйверов и более сложная схема питания.

Это руководство предназначено для AV-интеграторов и заказчиков проектов, сравнивающих предложения поставщиков, в которых один рекламирует экран с «общим катодом, энергосберегающий», а другой — нет. В нем объясняется, как работает каждая конструкция, откуда берется экономия, когда это важно для вашего проекта и как проверить утверждение поставщика, прежде чем платить.

1. В чём разница между общим анодом и общим катодом?

Разница заключается в том, какая сторона светодиодов является общей и сколько напряжений питания использует модуль. Каждый светодиод имеет анод (положительный) и катод (отрицательный). В модуле дисплея светодиоды множества пикселей соединены в группы, так что небольшое количество микросхем драйверов может управлять тысячами из них.

• Общий анод: Аноды соединены вместе с одной шиной питания, а драйвер регулирует ток каждого цвета на катодной стороне, подавая на него ток. Одна шина питает красный, зеленый и синий цвета.
• Общий катод: Катоды соединены вместе, и драйвер подает ток на каждый цвет со стороны анода. Красный получает свою собственную шину с более низким напряжением; зеленый и синий используют одну шину с более высоким напряжением.

Обе конструкции позволяют получить хорошее изображение. Архитектура в основном влияет на энергопотребление, тепловыделение, стоимость драйверов и конструкцию блока питания, поэтому она фигурирует в кавычках как характеристика эффективности, а не качества изображения.

2. Каким образом каждая конструкция обеспечивает питание светодиодов?

01. Общий анод: одна шина для всех цветов.

Согласно примечанию TI к применению дисплеев с малым шагом пикселя, красным светодиодам обычно требуется от 1.8 до 2.2 В, а зеленым и синим — от 2.8 до 3.4 В. При наличии одной общей шины питания, напряжение на ней должно быть достаточно высоким для зеленого и синего светодиодов. Красный канал получает такое же напряжение, а избыток рассеивается на драйвере в виде тепла. Традиционно использовался общий анод, поскольку его структура драйвера с теплоотводом дешевле в производстве.

02. Общий катод: шина для каждой потребности

В светодиодном дисплее с общим катодом используются драйверы истокового типа и две раздельные шины питания: одна для красного, другая для зеленого и синего. Каждый цвет получает напряжение, более близкое к необходимому, поэтому меньше расходуется впустую. Компания TI отмечает, что драйверы с общим катодом стали более популярны именно по этой причине, несмотря на то, что структура драйвера истокового типа стоит дороже. Некоторые микросхемы драйверов, такие как LP5891 от TI, разработаны на основе этой структуры и поддерживают раздельное питание для красного, зеленого и синего светодиодов.

3. Почему светодиодный дисплей с общим катодом экономит энергию?

Светодиодный дисплей с общим катодом экономит энергию, поскольку в нем не используется напряжение питания, рассчитанное на зеленый и синий цвета, для красных светодиодов. При том же токе тепло, выделяемое драйвером, пропорционально падению напряжения, поэтому снижение напряжения питания красного светодиода напрямую уменьшает эти потери.

В приведенном выше примере красный светодиод с прямым напряжением 2.0 В питается от общей шины 3.8 В в схеме с общим анодом, поэтому падение напряжения в драйвере составляет 1.8 В. При красном напряжении 2.8 В падение напряжения в драйвере составляет всего 0.8 В, что примерно на 56% меньше выделяемого тепла на этом канале при том же токе. Реальная экономия для всего экрана зависит от напряжения на шинах, схемы развертки, контента и яркости, поэтому публикуемые данные сильно различаются.

В примечании к применению от TI указано, что метод с общим катодом обычно позволяет снизить общее энергопотребление на 30–75%, уменьшить температуру поверхности дисплея более чем на 10 градусов, а также обеспечить лучшую равномерность цветопередачи и более длительный срок службы светодиодов. Рассматривайте этот диапазон как отраслевой ориентир, а не как обещание для какого-либо конкретного экрана: запросите измерения именно для той модели, которую вы покупаете. Меньшее выделение тепла имеет значение не только для счета за электроэнергию, поскольку температура является одним из основных факторов, влияющих на срок службы светодиодных экранов.

4. Светодиодный дисплей с общим катодом и дисплей с общим анодом: сравнение бок о бок.

Компания TI также публикует отдельную примечание по применению решений для питания дисплеев с общим катодом, охватывающее такие темы, как потребление тока и поведение при запуске. Это напоминание о том, что экономия зависит от всей конструкции, а не только от маркировки на модуле. Для расчета самих источников питания см. руководство по выбору источников питания для светодиодных дисплеев на нашем дочернем сайте.

5. В каких случаях для вашего проекта важен общий катод?

Это особенно важно в случаях, когда экран работает много часов, имеет высокую яркость или ограничено пространство для отвода тепла. В таких случаях использование светодиодного дисплея с общим катодом может снизить эксплуатационные расходы, нагрузку на систему охлаждения и нагрузку на компоненты в течение всего срока службы экрана.

• Длительный рабочий день: Экраны в розничной торговле, транспорте и диспетчерских пунктах, работающие 12-24 часа в сутки, превращают процентную экономию в реальную годовую разницу в затратах. Наше руководство по энергопотребление светодиодного экрана показывает, как преобразовать ватты в эксплуатационные расходы.
• Внутренние стены с малым шагом: Чем больше светодиодов и драйверов на квадратный метр, тем больше тепла выделяется на той же площади, поэтому конструкция с меньшим нагревом способствует равномерности освещения и комфорту для зрителей.
• Установка в закрытом корпусе или без вентилятора: Встроенные в стены, киоски и герметичные шкафы имеют ограниченные возможности охлаждения, поэтому более низкая теплоотдача является более предпочтительным вариантом.
• Большие уличные экраны: Высокая яркость и длительный срок службы многократно увеличивают экономию, хотя эффективность наружного применения также зависит от энергоэффективности и системы охлаждения.

Для арендованных экранов, используемых несколько сотен часов в год, или небольших экранов с незначительными эксплуатационными расходами это имеет меньшее значение. В таких случаях выбор обычно определяется ценой покупки, весом, доступностью сервисного обслуживания и наличием запасных частей.

6. Как проверить соответствие заявленным характеристикам светодиодного дисплея с общим катодом?

Одна только маркировка мало что доказывает: название экрана как светодиодного дисплея с обычным катодом ничего не говорит о реальной экономии. Попросите предоставить доказательства, позволяющие сравнивать предложения на равных условиях:

1. Модель и технические характеристики микросхемы драйвера. В технической документации указано, является ли драйвер драйвером с общим катодом и как он поставляется.
2. Напряжения шин. Уточните напряжение красной и зелено-синей шин, а также модель блока питания для каждого шкафа.
3. Измеренная мощность при одинаковой яркости. Сравнивайте среднюю и максимальную мощность на квадратный метр при одинаковой яркости и тестовом контенте, а не максимальные значения, указанные в технических характеристиках, со средними значениями.
4. Данные о температуре. В ходе испытаний на старение при планируемой яркости необходимо запросить температуру поверхности или модуля.
5. Настройки изображения. Подтвердите частоту обновления и оттенки серого Производительность остается неизменной, поэтому экономия не достигается за счет уменьшения яркости или снижения качества изображения.

Часто задаваемые вопросы

Действительно ли светодиодный дисплей с обычным катодом ярче?

Не обязательно. Яркость зависит от светодиодов, тока управления и калибровки. Общий катод снижает потери мощности и тепловыделение при той же яркости; сам по себе он не делает экран ярче.

Улучшает ли общий катод качество изображения?

В лучшем случае, лишь косвенно. Компания TI связывает более низкую рабочую температуру с лучшей однородностью цветопередачи и более длительным сроком службы светодиодов. Частота обновления, шкала серого и калибровка по-прежнему зависят от микросхемы драйвера, системы управления и настроек.

Можно ли переделать экран с общим анодом в экран с общим катодом?

Нет. Архитектура определяется печатной платой модуля и микросхемами драйверов. Изменение архитектуры означает использование других модулей и, как правило, других источников питания.

Почему обычный катодный экран стоит дороже?

Микросхемы драйверов истокового типа стоят дороже, чем драйверы приемникового типа, а конструкция с раздельным питанием добавляет дополнительные компоненты. Окупаемость зависит от времени работы, яркости и стоимости электроэнергии в вашем регионе.

Получение сопоставимого предложения

Наиболее объективный способ сравнить светодиодный дисплей с общим катодом и дисплеем с общим анодом — это сравнить измеренную мощность при одинаковой яркости, размере и времени работы. При запросе коммерческого предложения укажите размер экрана, шаг пикселя, назначение (внутри или снаружи помещения), целевую яркость и количество часов работы в сутки, а также укажите микросхему драйвера, напряжения питания и измеренные среднюю и максимальную мощность для предлагаемой модели. EagerLED Затем они смогут показать ожидаемые эксплуатационные расходы и порекомендовать конфигурацию, соответствующую вашему бюджету. Отправьте подробную информацию о вашем проекте. чтобы начать работу.