Explicación detallada de los circuitos de cátodo común y ánodo común

En los últimos dos años, términos como pantalla fría, pantalla de bajo consumo y pantalla de cátodo común han aparecido con frecuencia en redes sociales, ferias y otros eventos. Cátodo común o ánodo común indica si los cátodos o ánodos de un conjunto de LED están conectados entre sí. ¿Cuánto puede ahorrar de energía una pantalla LED de cátodo común? En este artículo explicamos el principio de funcionamiento.

Diagrama esquemático de los LED de cátodo común y ánodo común:

LED de cátodo común

LED de ánodo común

Diagrama del circuito de cátodo común:

El NMOS es el transistor de línea; Y0 es la señal de control de línea y la flecha verde indica el recorrido de la corriente. La corriente parte de VCC del circuito integrado controlador, enciende el LED y finalmente llega a GND de la conexión de línea.

Configuración de cátodo común:

① En un conjunto de LED rojos, verdes y azules, el valor VF más bajo (tensión de encendido del LED) corresponde al rojo (aprox. 1,8-2,2 V), y el más alto, al azul y al verde (aprox. 2,8-3,4 V). En los LED de cátodo común, los cátodos rojo, verde y azul están conectados entre sí, mientras que cada ánodo puede alimentarse según la tensión de encendido requerida. Normalmente, el rojo funciona a 2,8 V y el azul y el verde, a 3,8 V.

② En el recorrido, GND del transistor de línea conduce la corriente de todos los LED de esa línea, mientras que VCC conduce la corriente de todos los canales del circuito integrado controlador. Por ello, al diseñar el circuito, las pistas correspondientes a VCC y GND deben tener el mayor ancho posible, de acuerdo con la corriente real.

Diagrama del circuito de ánodo común:

El PMOS es el transistor de línea; Y0 es la señal de control de línea y la flecha verde indica el recorrido de la corriente. La corriente entra por VCC del transistor de línea, enciende el LED y finalmente sale por el pin GND del circuito integrado controlador.

Configuración de ánodo común:

① En un conjunto de LED rojos, verdes y azules, el valor VF más bajo (tensión de encendido del LED) corresponde al rojo (aprox. 1,8-2,2 V), y el más alto, al azul y al verde (aprox. 2,8-3,4 V). En los LED de ánodo común, los ánodos rojo, verde y azul están conectados entre sí. Por tanto, para encender todos los LED, VCC debe superar la tensión de encendido de cualquiera de los colores; normalmente se utilizan 5 V.

② En el recorrido, VCC del transistor de línea conduce la corriente de todos los LED de esa línea, mientras que GND conduce la corriente de todos los canales del circuito integrado controlador. Por ello, al diseñar el circuito, las pistas correspondientes a VCC y GND deben tener el mayor ancho posible, de acuerdo con la corriente real.

Como se observa en la comparación anterior, el ahorro energético de la tecnología de cátodo común se debe principalmente a dos factores:

El tubo de cátodo común utiliza NMOS, que presenta una resistencia en conducción menor que el PMOS de ánodo común.

Los LED rojos de cátodo común pueden alimentarse con un voltaje más bajo. Según las mediciones, una pantalla de cátodo común puede ahorrar alrededor de un 15 % de energía frente a una pantalla de ánodo común.

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