一, Оптимизиране на дизайна на хардуера: намаляване на загубата на ток от корена
1. Изберете драйверен чип с ниска-мощност
Задвижващият ток на сегментирания LCD се състои главно от статичната консумация на енергия и динамичната консумация на енергия на задвижващия чип. Въпреки че традиционните драйверни чипове (като HT1621) имат ниска цена, техният статичен ток е относително висок (около 10 μA @ 3V). Новото поколение драйверни чипове (като CXLC8963B) намалява статичния ток до 0,1 μA @ 3V чрез интегриране на модули за управление на мощността и конфигурируеми вериги на отклонение, като същевременно поддържа динамично регулиране на 1/2, 1/3 или 1/4 работни цикъла, което може да намали динамичната консумация на енергия с повече от 30%. Например, в приложенията на електрически измервателни уреди, CXLC8963B оптимизира дизайна на помпата за зареждане, за да намали VLCD (работното напрежение на течните кристали) от 5V на 3,8V, като директно намалява захранващия ток с 40%.
2. Оптимизирайте конфигурацията на преднапрежението и работния цикъл
Задвижващият ток на сегментирания LCD е тясно свързан с коефициента на отклонение и работния цикъл. Вземайки 1/4 работен цикъл като пример, ако се използва 1/3 отклонение, управляващото напрежение се разделя на четири нива (V3, V2, V1, V0). Чрез динамично регулиране на разликата в напрежението между SEG (сегментен електрод) и COM (общ електрод), може да се гарантира, че ефективната разлика в напрежението в избрания сегмент е 2/3 VLCD, а не само 1/3 VLCD в неизбрания сегмент. Този дизайн не само подобрява контраста, но също така намалява неефективния ток чрез понижаване на разликата в напрежението в неизбрани сегменти. Действителните данни от теста показват, че при конфигурация на отклонение 1/4 работен цикъл+1/3, управляващият ток е намален с 25% в сравнение със схемата на отклонение 1/2 работен цикъл+1/2.
3. Приемане на материали с ниска устойчивост и оптимизиране на оформлението
Задвижващият ток е пропорционален на съпротивлението на веригата. При проектирането на печатни платки следните мерки могат значително да намалят загубите на съпротивление:
Използването на ниско{0}}температурни резистори от сплави, като прецизни резистори с толеранс от ± 100ppm/градус, може да намали влиянието на температурните промени върху тока.
Приемане на връзка по Келвин: елиминиране на влиянието на съпротивлението на кабелите върху откриването на ток и осигуряване на точността на напрежението на обратната връзка.
Оптимизирайте захранващия път: скъсете дължината на кабела от VLCD до драйверния чип и намалете паразитната индуктивност. Например, в определен проект за интелигентен термостат, чрез скъсяване на дължината на кабела на VLCD от 20 мм на 5 мм, флуктуацията на задвижващия ток беше намалена от ± 15% на ± 5%.
2, Оптимизиране на стратегията за шофиране: динамично регулиране за намаляване на консумацията на енергия
1. PWM димирането замества аналоговото димиране
Традиционното аналогово затъмняване постига регулиране на яркостта чрез директно намаляване на тока на LED подсветката, но може да доведе до промяна на цветовата температура и намаляване на ефективността. PWM затъмняването контролира средния ток чрез регулиране на работния цикъл (D) на правоъгълния сигнал. PWM димирането има следните предимства:
Постоянна цветова температура: Поддържайте стабилна LED цветова температура, за да избегнете цветови отклонения на дисплея.
Широк диапазон на затъмняване: поддържа 0% -100% регулиране на яркостта, отговаряйки на нуждите на силна светлина (като на открито) и слаба светлина (като нощ) сцени.
Висока ефективност: избягва загуба на ефективност, причинена от намаляване на тока при аналогово затъмняване.
В промишлени инструменти, използването на 1kHz PWM честота може да избегне възприятието на човешкото око за трептене и да намали консумацията на енергия от подсветката с повече от 40%.
2. Технология за управление на инверсия на рамката
Сегментираният LCD трябва да се управлява от AC, за да се избегне "DC отравяне" на LCD. Управлението с обръщане на рамката гарантира, че дългосрочното-средно напрежение е нула чрез обръщане на полярността на напрежението (A-B-A-B...) рамка по рамка. Например, в кадри с нечетен номер, към избрания сегмент се прилага разлика в налягането +2/3VLCD; Приложете -2/3VLCD разлика в налягането в равномерни кадри. Този дизайн не само удължава живота на течния кристал, но също така намалява захранващия ток чрез минимизиране на неефективната разлика в напрежението. Действителните данни от теста показват, че задвижването с обръщане на рамката може да намали флуктуацията на задвижващия ток от ± 20% до ± 5%.
3. Динамично регулиране на работния цикъл
Динамичното регулиране на работния цикъл въз основа на показаното съдържание може допълнително да намали консумацията на енергия. Например:
Статичен дисплей: Когато показвате фиксирани стойности (като време), използвайте 1/4 работен цикъл, за да намалите честотата на опресняване.
Динамичен дисплей: Когато показвате превъртащи се стойности (като температурни промени), превключете на 1/2 работен цикъл, за да увеличите скоростта на реакция.
Определен проект за таблото на автомобила използва тази стратегия за намаляване на средния ток на задвижване от 120 μA на 80 μA, което води до 33% увеличение на живота на батерията.
3, Казус от практиката: Практика с ниска мощност на индустриален термостат
Определен индустриален термостат приема следната схема за намаляване на управляващия ток на сегментиран LCD:
Хардуер: Избран е драйверен чип CXLC8963B, конфигуриран с 1/4 работен цикъл+1/3 напрежение на отклонение и VLCD, намален до 3,8 V.
Драйвер: Приемайки PWM затъмняване (1kHz) и задвижване с обръщане на рамката, потреблението на енергия на фоновото осветление е намалено с 45%.
Система: Интегриран сензор за околна светлина за постигане на адаптивно затъмняване; Чрез комбиниране на интелигентен сън и опресняване на преградата, средният работен ток е намален от 150 μA на 85 μA.
Действителните данни от тестовете показват, че това решение удължава живота на батерията на устройството от 12 месеца на 18 месеца, отговаряйки на изискванията за дългосрочна-стабилна работа на индустриални сценарии.
