Техническа основа на потреблението на LCD: Молекула на течен кристал - дизайн на веригата.
Основната консумация на енергия на LCD (дисплей с течни кристали) идва от три части
Молекулите на течните кристали управляват светлина с напрежение през полето. Задвижващият му ток се нуждае само от микроампер от порядък на големина (μA/cm²), така че това е оборудване с ниско-напрежение-ниска-мощност. Подобно на управляващата част от течни кристали на 3.5 - инчов TFT - LCD модул използва само около 40mW.
Система за задно осветяване: днешните LCD изискват LED{0}}система за задно осветяване и консумират максимум 60%- 80% енергия. Ако просто вземем под внимание модела от три---инча и половина, тази LED задна-светлинна LED-матрица консумира някъде между -сто-двадесет и -сто-шестдесет миливата, това всъщност ще е мястото, където идва по-голямата част от енергията.
Веригата на драйвера се състои от: драйвер на порта (+ -10 V HV), драйвер източник (3. 3 V) и верига за управление на мощността, която зависи от дизайна на веригата за консумация на енергия. Традиционна схема на помпа за зареждане: 40% – 60% и външен DC-DC преобразувател е 85%+.
Типичен обхват и анализ на корпуса на консумацията на енергия на LCD на промишлени инструменти
Екран с код на сегмент с малък -размер (По-малък или равен на 2,8 инча).
Диапазон на консумация на енергия: 0.1mW – 10mW (статичен).
Примери за приложение: Измервател на мощност и Температурен контролер
Случай: Многофункционален електромер 96*96 само с една фаза има използване на входна мощност под 0,1VA (около 0,1mW) на фаза; когато използва отразяваща LCD технология, той показва добре нещата дори извън ярката среда и не е необходимо да свети сам.
Матричен дисплей със среден размер (3,5 – 7 инча)
Диапазон на консумация на енергия: 100mW - 500mW (динамичен дисплей)
Обикновено се използва за приложението: HMI, интерфейс човек-машина; Индустриален таблетен компютър.
Корпус: 3,5--инчов TFT-LCD модул с работен ток от 60 mA при захранване от 3,3 V, консумиращ общо 198 mW мощност; в рамките на които задната светлина е 160 mW, драйверът е 40 mW, а интерфейсната комуникация заема всички останали части.
Big-sized high-res screen (>10 инча)
Диапазонът на използване на PWR за устройството е между 1-50 вата, това означава 50 вата, когато е в режим на пълна светлина.
Типичните приложения биха били в център за наблюдение и на контролните конзоли за автоматични производствени линии.
случаят е, че ще има 15,6-инчов LCD дисплей от индустриален клас с разделителна способност 1920 x 1080, който използва пълен набор от LED подсветка заедно с макс. изискваната мощност е 45w. Използвайки тази технология за динамично затъмняване, това, което всъщност виждаме там, намалява до стойност от около 15 W.
Анализ на най-важните фактори, влияещи върху потреблението на енергия на Lcdis.
Размер и разделителна способност на екрана
Въздействие на съпротивлението на проводника: Съставен е с прозрачна проводникова линия (ITO), тъй като става по-голям, увеличава се и дължината на кабела, което води до по-голяма загуба на съпротивление на проводника. Например, ако моят 10-инчов екран използва съпротивление на кабелите, което може да е двойно повече от това, което би използвал 5-инчов, е необходима повече задвижваща мощност.
Изискването за фоново осветление е както следва: Екраните с висока разделителна способност имат по-добри резултати при по-висок източник на светлина. Според експериментални данни, ако увеличим разделителната способност от 800 x 480 до тази територия от 1920 x 1080, това ще отнеме някъде около тези 120 процента от енергията в мощността на задно осветление.
подсветка, вид и тех.
Коефициент на потребление на мощност от тип подсветка и сценарии за приложение за оптимизиране на енергийната ефективност.
Отразено<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
Прозрачен: 20-40% индустриален контролен панел със среда, смесена с източник на околна светлина LED светлини
И тогава напълно прозрачните 60 – 80% екрани за наблюдение на закрито използват мини светодиоди или квантови точки.
Технологичният пробив е новото динамично затъмняване: фоновото осветление се променя в зависимост от интензитета на светлината, което се открива от сензор за атмосфера, като например BH1750. Само като вземем един малък корпус от 1000 lux, екранът беше автоматично увеличен до 80% яркост от спад от 50 lux и когато спадна до 25% при 50 lux, това доведе до бърз среден спад на потреблението на енергия от около 40%.
Дизайн на драйверна схема
Опция за захранваща архитектура: По-старите решения използваха зарядни помпи, за да направят по-високо напрежение и това е разточително. Съвременните проекти използват външни DC-DC преобразуватели като TPS61040 за повишаване на 3. 3 V до 5 V и след това получаване на ± 10 V чрез зареждащ-помпеен модул с обща ефективност над 85%.
Интелигентен режим на заспиване: MCU ще усети, ако някакво действие е било извършено през даден интервал от време с 30 секунди изчакване, преди да премине в режим на заспиване, тогава захранването на AVDD, VGH/VGL ще бъде премахнато. Консумацията на енергия в режим на готовност е намалена до под 0,1mW.
Стратегия за оптимизиране на консумацията на енергия в индустриални сценарии.
Енергоспестяваща структура-на ниво система
Контрол на подсветката: Използвайте 1kHz PWM затъмняване, за да намалите трептенето и минимизиране на EMI. Картата на осветеността-яркостта се използва за регулиране на затъмняването.
Технология за опресняване на регион: Дефинирайте начин за маркиране на „мръсен“ регион, така че да променяме само нещата, които са били променени. Например, ако разгледаме от индустриална страна, ние го разделяме като част от заглавната лента, частта от областта за данни и последната ни ще съдържа нашата част от лентата на състоянието, която в този сценарий може да се опреснява индивидуално, като по този начин се намаляват общите нива на потребление на енергия за целите на операцията за опресняване с приблизително 30+ процентни пункта.
Управление на времето за захранване: по време на процеса на събуждане на LCD трябва да изчакаме 100 – 120 ms, за да се стабилизира захранването, така че да се избегне „забавянето на черния екран“ и да се подобри времето, необходимо за -периода на събуждане до под 50 ms.
И иновации в материалите и процесите
Стъкло ITO с нисък импеданс: Допирайте метални йони (например сребро), за да намалите съпротивлението на ITO тънък слой от 100 Ω/□ до 50 Ω/□ и да намалите консумацията на мощност при шофиране с 15%.
Светловодна плоча със структурирана микропризма: V-образна матрица с микроръбове увеличава използването на светодиодна светлина от 60% - 85% и намалява броя. необходимостта от led за същите лумени с 30%.
Индустриални стандарти и Сертификация за енергийна ефективност
Международен стандарт: IEC 62301 „Measureme ntmethod fors tandb ypower c onsumptiono fhou seh olap ha pes“, гласи, че режимът на заспиване на индустриалния LCD консумира по-малко от или равно на 0. 5 W, а неговият изключен режим консумира по-малко от или равно на 0. 4 W.
Вътрешен стандарт: GB21520 „Граници на енергийна ефективност и степени за компютърни дисплеи“ постановява, че консумацията на енергия в режим на заспиване на високопроизводителни промишлени LCD дисплеи трябва да бъде по-малка или равна на 0,8 W, а консумацията на енергия при изключване не трябва да надвишава 0,6 W.
