Технически принципи: Ниско{0}}енергийна основа за LCD.
Консумацията на енергия на LCD произхожда главно от следните 3 категории: система за задно осветяване, управляваща верига, опресняване на дисплея. В случаите, захранвани от батерии, ще са необходими тези 3 подобрения: Систематично.
Система за подсветка: динамично затъмняване, високоефективен източник на светлина
Най-голямото захранване за LCD е подсветката (60%-80%). Традиционните използват светодиоди с фиксирана-яркост и нуждите от ниска мощност въвеждат следните:
PWM затъмняване: Прави светло чрез промяна на импулса с честота > 1kHz, за да предотврати промяна на температурата от аналогово затъмняване. Например EM водомер, захранван с батерии, използва сензор за околна светлина като BH1750, за да получи интензитет на светлината в реално- време и съответно контролира задната-светлина, което намалява измерената консумация на енергия с повече от 40%.
Ефективни източници на светлина: Изберете светодиоди с по-ниска мощност като 0,2 W/всеки или изберете странично излъчване на задно осветяване, за да намалите загубата на светлина. Някои луксозни съоръжения използват технологията за задно осветяване Mini LED, която намалява консумираната мощност чрез зоново контролирано осветление.
Задвижваща верига: предварително зареждане-запаметяване, динамично свързване
Традиционният LCD драйвер изисква постоянно опресняване на пикселния кондензатор, което води до много високи изисквания за динамична мощност. Патентованата технология от Chengdu Jiutian Huaxin заобикаля нещата, като използва:
Предварително за{0}}съхранение: По време на периода на задно осветяване на текущия кадър, съхранявайте сигнала за данни в кондензаторите в моменти, когато няма нужда да записвате сигнала в линии, за да не причинявате загуба на високо-честотно превключване при писане ред по ред.
Динамична компенсация на свързване: Поддържайте баланс на енергията на кондензатора с тази на свързващия сигнал, така че да направите възможно самият кондензатор да управлява въртенето на течнокристалния-от своя страна; и следователно намаляване на общото изисквано напрежение на задвижването (+5V до + 2. 5V), което води до директно намаляване при източника в стойностите на потреблението на IC.
Timing optimization: reduce pixel voltage write time from current 16. 7 μ s/line to nearly complete in parallel, extend backlight "ON" time (current 30%-40% of scan, now >70%), увеличете яркостта с 20%-30% чрез пестене на мощност на подсветката.
Опресняване на дисплея: Интелигентно заспиване и актуализации на района
Интелигентен режим на заспиване: Съвременните интегрални схеми на LCD драйвери (като ILI9341) имат няколко различни режима на ниска-енергия. Харесайте, ако искате да премине в режим на заспиване след 30 сек. на празен ход, прекъсване на AVDD, VGH/VGL захранване, закъснение при събуждане по-малко от 100 – 120 ms.
Технология за регионално опресняване: Актуализиране само на променени части, като числа, и целият екран не се изчертава отново. Дефинирано етикетиране на „мръсна“-област. По този начин е измерено повече от 30% намаление на консумацията на енергия.
Ключови параметри: Критерии за избор на LCD с ниска{0}}мощност
При LCD дисплеи на инструменти, захранвани с батерии, обърнете внимание, когато правите следните избори:
Индекси на консумация на енергия
Работен ток: Работен ток в случай, че е за 3,5-инчов TFT – LCD модул, нормалният работен ток обикновено би имал големина от порядъка на 60mA, когато се доставя при 3,3V. Конструкциите с ниска мощност се нуждаят от още по-ниски; по-малко от 20mA.
ТОКЪТ НА СЪН ТРЯБВА ДА Е ПО-МАЛЪК ОТ 1uA, ЗА ДА СЕ ИЗБЕГНАТ ЗАГУБИ В РЕЖИМ НА ГОТОВНОСТ.
Консумирана мощност на подсветката: LED подсветката е изборът тук и единична единица ще консумира не повече от 0. 5 W.
Ефективност на дисплея
Обратно: Високият контраст 1000:1 може да намали необходимостта от яркост на фоновото осветление и след това спестява енергия.
Перспектива: Широк зрителен ъгъл като 178 градуса би намалил колко често потребителят променя ъглите на гледане, намалявайки колко енергия се използва за взаимодействие.
Разделителна способност: Изберете въз основа на нуждите, вместо да се вманиачавате в максималната разделителна способност, тъй като това отнема повече-задвижване за допълнителните пиксели.
Приспособимост към околната среда
Работна температура: Оборудването-захранвано с батерии често се изпраща навън и трябва да издържа на температури в диапазона от -40 градуса до 85 градуса.
Ниво на защита: IP68, което може да бъде потопено във водата за дълго време и е приложимо за сценария за мониторинг на качеството на водата.
Интерфейс, интеграция.
Тип интерфейс Изберете между евтиния, но бърз I80 или високоскоростен MIPI DSI с ниска мощност.
Интегриране: Изберете модули, които имат собствени интегрални схеми на драйвери, така че да няма толкова много за периферията.
Методология за оптимизация за енергоспестяваща-архитектура на системно ниво
Трябва да изберете подходящ LCD с ниска мощност, така че да си сътрудничи с целия дизайн, за да формира цялостна енергоспестяваща архитектура:
Оптимизация на управлението на захранването
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >85% ефективност за управляващата верига.
Динамично превключване на захранването: Превключете захранващата шина въз основа на състоянието на дисплея, изключете всички не-съществени захранвания, когато сте в режим на заспиване.
Софтуерно кооперативно управление
Технология за динамична честотна модулация: Автоматично регулиране на тактовата честота на I80 в зависимост от показаното съдържание. Що се отнася до пробата, като спадане под 10 Hz, когато е в покой, или повишаване до около 60 Hz, докато се движи и има измерване, за да може да покаже действителна стойност за това, което е запазено от 40%.
Алго за адаптивна яркост: Изграждаме таблица, която корелира различни количества осветеност с определен процент яркост (например, когато изобщо няма светлина, ще използваме само 10 процента от яркостта), както и такава, която използва сензор за околната среда и непрекъснато ги променя за нас според техните констатации.
Хардуерен дизайн с ниска{0}}мощност
MCU с ниска мощност: Изберете MCU с изключително ниска консумация на енергия като Renesas RL78 / L13 и той черпи само около 100μ A/Mhz работен ток.
Материал с ниска пропускливост: Материал с висока диелектрична константа като Al2O3 се използва за кондензатор за предварително-запаметяване и кондензатор за задържане, за да се намали консумираната статична мощност.
Типичен случай: Практическа проверка за захранване от батерии.
Случай 1: Захранван от батерии EM вълнов водомер
Градски водомер: 6 години.
3,5-инчов TFT LCD, Консумирана мощност на подсветка на LCD: 0,8 W, Работен ток на LCD: 15 mA (3,3 V захранване).
Мерки за оптимизация:
С използването на PWM затъмняване и сензора за околна светлина за намаляване на консумацията на енергия от подсветката, 45%.
Интегрираната управляваща верига за предварително зареждане намалява мощността, използвана от управляващата IC с тридесет процента.
30 минути без операция, настроена за преминаване в режим на заспиване, токът на заспиване е 0,5 μA.
Резултатът от реалния тест показва, че мощността на цялата машина е намаляла от 200 mW на 80 mW и сега тя може да използва батериите си до период от осем години.
Калъф – преносим медицински монитор.
Сценарий за прилагане: първа помощ на открито, трябва да работите без прекъсване в продължение на 24 часа.
Избор на LCD: 2,4-инча OLED (заменете традиционния LCD), но е много скъп; накрая изберете TFT-LCD с ниска-мощност с работен ток от 12 mA (2,8 V захранване).
Мерки за оптимизация:
Използвайте регионалната технология за опресняване, актуализирайте само онези области от изображението, които са се променили поради промяната в сърдечната честота, кислорода в кръвта и др.
Интегрираната динамична{0}}задвижваща верига използва задвижващи напрежения, чиято величина е намалена със стойност от -5V до -3V;
4G модули с ниска-мощност като Air780E за синхронизиране на данните, намаляване на LCD режима на готовност.
Действителен резултат от теста: консумацията на енергия на цялата машина намаля със 150mW до 60mW и отговаря на изискването за 24-часова употреба.
