공통 음극 방식과 공통 양극 방식 자세히 알아보기

콜드 스크린, 절전형 스크린, 공통 음극 스크린이라는 용어는 지난 2년간 SNS와 전시회 등에서 자주 등장했습니다. 공통 음극 또는 공통 양극은 LED 패키지 한 세트에서 음극과 양극 중 어느 쪽을 함께 연결하는지를 뜻합니다. 공통 음극 LED 디스플레이는 얼마나 많은 전력을 절감할 수 있을까요? 이 글에서 작동 원리를 살펴봅니다.

공통 음극 및 공통 양극 LED 패키지 구성도:

공통 음극 LED 패키지

공통 양극 LED 패키지

공통 음극 회로도:

NMOS는 라인 구동 트랜지스터이고 Y0는 라인 제어 신호이며, 초록색 화살표는 전류 경로를 나타냅니다. 전류는 드라이버 IC의 VCC에서 시작해 LED를 켠 뒤 라인 연결부의 GND로 흐릅니다.

공통 음극 방식:

① 빨강, 초록, 파랑 LED 패키지 한 세트에서 VF 값(LED의 순방향 전압)이 가장 낮은 색은 빨강(약 1.8~2.2V)이고, 가장 높은 색은 파랑과 초록(약 2.8~3.4V)입니다. 공통 음극 패키지에서는 빨강·초록·파랑의 음극을 모두 연결하고, 각 색의 순방향 전압에 맞춰 양극에 각각 전원을 공급합니다. 일반적으로 빨간색에는 2.8V, 파란색과 초록색에는 3.8V를 사용합니다.

② 회로에서 라인 구동 트랜지스터의 GND에는 해당 라인의 모든 LED 전류가 흐르고, VCC에는 드라이버 IC 전체 채널의 전류가 흐릅니다. 따라서 배선 시 실제 전류량을 고려해 해당 VCC와 GND의 배선 폭을 가능한 한 넓게 설계해야 합니다.

공통 양극 회로도:

PMOS는 라인 구동 트랜지스터이고 Y0는 라인 제어 신호이며, 초록색 화살표는 전류 경로를 나타냅니다. 전류는 라인 구동 트랜지스터의 VCC에서 들어와 LED를 켠 뒤 드라이버 IC의 GND 핀으로 흘러나갑니다.

공통 양극 방식:

① 빨강, 초록, 파랑 LED 패키지 한 세트에서 VF 값(LED의 순방향 전압)이 가장 낮은 색은 빨강(약 1.8~2.2V)이고, 가장 높은 색은 파랑과 초록(약 2.8~3.4V)입니다. 공통 양극 패키지에서는 빨강·초록·파랑의 양극을 모두 연결하므로 모든 LED를 켜려면 VCC가 각 색상의 순방향 전압보다 높아야 합니다. 일반적으로 5V를 사용합니다.

② 회로에서 라인 구동 트랜지스터의 VCC에는 해당 라인의 모든 LED 전류가 흐르고, GND에는 드라이버 IC 전체 채널의 전류가 흐릅니다. 따라서 배선 시 실제 전류량을 고려해 해당 VCC와 GND의 배선 폭을 가능한 한 넓게 설계해야 합니다.

위 비교를 통해 공통 음극 방식의 에너지 절감 효과는 주로 다음 두 가지 측면에서 나타납니다.

공통 음극 튜브에는 NMOS가 사용되며, 공통 양극 PMOS보다 온저항이 낮습니다.

공통 음극 방식의 적색 LED는 더 낮은 전압으로 구동할 수 있습니다. 실제 측정 결과, 공통 음극 디스플레이는 공통 양극 디스플레이보다 전력 소비를 약 15% 절감할 수 있습니다.

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