LCD-kulutuksen tekninen perusta: Nestekidemolekyyli – piirisuunnittelu.
LCD:n (nestekidenäyttö) päävirrankulutus koostuu kolmesta osasta
Nestekidemolekyylit kuljettavat valoa jännitteellä kentän läpi. Sen käyttövirta tarvitsee vain mikroampeerin suuruusluokan (μA/cm²), joten tämä on pieni-jännitteinen-pientehoinen{3}}laite. Kuten 3.5 - tuuman TFT - LCD-moduulin nestekidenäyttöosa käyttää vain noin 40 mW.
Taustavalojärjestelmä: Nykyään LCD vaatii LED-taustavalojärjestelmän{0}}ja kuluttaa enintään 60 %- 80 % virtaa. Jos otamme huomioon vain kolme-ja-puolen tuuman mallin, tämä LED-tausta-valo-LED--järjestelmä kuluttaa kuin jossain-sadan{10}}kahdenkymmenen ja yhden{11}}sata{12}}tehoa, joista suurin osa on kuusikymmentä tuhatta.
Ohjainpiiri koostuu: porttiohjaimesta (+ -10 V HV) , lähdeohjaimesta (3. 3 V) ja virranhallintapiiristä, joka riippuu virrankulutuksen piirin suunnittelusta. Perinteinen latauspumppumalli: 40 % – 60 % ja ulkoinen DC-DC-muunnin on 85 %+.
Tyypillinen alue- ja tapausanalyysi teollisuuslaitteiden LCD:n virrankulutuksesta
Pieni-kokoinen segmenttikoodinäyttö ( pienempi tai yhtä suuri kuin 2,8 tuumaa ).
Tehonkulutusalue: 0,1mW – 10mW (staattinen).
Sovellusesimerkkejä: Virtamittari ja lämpötilansäädin
Tapaus: Monitoimisen 96*96 tehomittarin, jossa on vain yksi vaihe, tulotehon käyttöaste on alle 0,1 VA (noin 0,1 mW) vaihetta kohti; Kun se hyödyntää heijastavaa LCD-tekniikkaa, se näyttää asiat hyvin myös kirkkaan ympäristön ulkopuolella, eikä sen tarvitse loistaa itsestään.
Keskikokoinen piste{0}}matriisinäyttö (3,5–7 tuumaa)
Virrankulutusalue: 100mW - 500mW(dynaaminen näyttö)
Tyypillisesti käytetään sovelluksissa: HMI, ihmis{0}}koneliitäntä; Teollinen tablettitietokone.
Kotelo: 3,5{1}} tuuman TFT-LCD-moduuli, jonka toimintavirta on 60 mA 3,3 V:n virtalähteellä, joka kuluttaa yhteensä 198 mW tehoa; jossa taustavalo on 160 mW, ajuri on 40 mW ja rajapintaviestintä vie kaikki muut osat.
Big-sized high-res screen (>10 tuumaa)
Laitteen PWR-käyttöalue on 1-50 wattia, mikä tarkoittaa 50 wattia täydessä valotilassa.
Tyypilliset sovellukset olisivat valvontakeskuksessa ja automaattisten tuotantolinjojen ohjauskonsoleissa.
Siinä olisi 15,6 tuuman teollisuusluokan LCD-näyttö 1920 x 1080 resoluutiolla, joka on käyttänyt täydellistä LED-taustavalosarjaa sekä max. Tehontarve 45w. Käyttämällä tätä dynaamista himmennystekniikkaa, se, mitä näemme siellä, laskee noin 15 wattiin.
Lcdis:n tehonkäyttöön vaikuttavien tärkeimpien tekijöiden analyysi.
Näytön koko ja resoluutio
Johdon resistanssin isku: Se koostuu läpinäkyvästä johdinlinjasta (ITO), koska se kasvaa pitemmäksi, mikä lisää johdon resistanssihäviötä. Jos 10 tuuman näytössäni käytetään johtovastusta, joka voi olla kaksinkertainen verrattuna 5 tuuman käyttämiseen, tarvitaan enemmän ajotehoa.
Taustavalovaatimus on seuraava: Teräväpiirtonäytöillä on parempi tulos, kun valonlähde on korkeampi. Kokeellisten tietojen mukaan, jos nostamme resoluutiomme 800 x 480:sta 1920 x 1080 alueelle, se vie noin 120 prosenttia energiasta taustavalaistuksen tehosta.
taustavalo, tyyppi ja tekniikka.
Taustavalotyypin virrankulutussuhde ja energiatehokkuuden optimointisovellusskenaariot.
Heijastunut<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
Läpinäkyvä: 20-40% teollisuusohjauspaneeli, jossa ympäristö on sekoitettu ympäristön valonlähteen LED-valoihin
Ja sitten täysin läpinäkyvät 60–80 % sisätilojen valvontanäytöt käyttävät mini lediä tai kvanttipistettä.
Teknologinen läpimurto on uusi Dynaaminen himmennys: Taustavalo muuttuu valon voimakkuuden mukaan, jonka havaitsee tunnelmaanturi, kuten esimerkiksi BH1750. Vain yksi pieni 1000 lux kotelo otettiin käyttöön, näytön kirkkaus nostettiin automaattisesti 80 %:iin 50 luxin pudotuksesta, ja kun se pudotettiin 25 %:iin 50 luxissa, tämä tuotti vain nopean, keskimäärin noin 40 %:n virrankulutuksen.
Ohjainpiirin suunnittelu
Tehoarkkitehtuuri opt.: Vanhemmat ratkaisut käyttivät latauspumppuja korkeamman jännitteen tuottamiseen ja se on turhaa. Nykyaikaisissa malleissa käytetään ulkoisia DC-DC-muuntimia, kuten TPS61040, lisäämään 3. 3 V:n 5 V:iin ja saamaan sitten ± 10 V lataus-pumppumoduulin kautta kokonaishyötysuhteella yli 85 %.
Älykäs lepotila: MCU havaitsee, jos jokin toiminto on suoritettu tietyn ajanjakson aikana 30 sekunnin odotuksella ennen kuin se siirtyy lepotilaan, jolloin AVDD,VGH/VGL-yksiköiden virta katkeaa. Valmiustilan virrankulutus on pudonnut alle 0,1 mW.
Tehonkulutuksen optimointistrategia teollisuuden skenaarioissa.
Järjestelmän-tason energiaa-säästörakenne
Taustavalon ohjaus: Käytä 1kHz PWM-himmennystä vähentääksesi välkkymistä ja minimoiksesi EMI:n. Valaistuksen-kirkkauskarttaa käytetään himmentämisen säätämiseen.
Alueen päivitystekniikka: Määritä tapa merkitä "likainen" alue, jotta voimme muuttaa vain muutettuja asioita. Jos katsomme esimerkiksi, että teollisella puolella jaotamme sen olevan otsikkoriviosion, data-alueen osa, niin viimeinen sisältäisi tilapalkkiosuutemme, joka tässä skenaariossa voitaisiin päivittää yksitellen, mikä vähentää kokonaisvirrankulutustasoa virkistyskäyttöä varten noin 30+ prosenttiyksikköä.
Virran ajoituksen hallinta: LCD-näytön heräämisprosessin aikana meidän on odotettava 100–120 ms, jotta virta tasaantuu, jotta vältytään "mustan näytön viiveeltä" ja nostetaan heräämisjakson -aikaa alle 50 ms:iin.
Ja materiaalien ja prosessien innovaatiot
Matalaimpedanssinen ITO-lasi: Dope metalli-ioni (esimerkiksi hopea) pienentää ITO:n ohutkalvoresistanssia arvosta 100 Ω/□ arvoon 50 Ω/□ ja alentaa ajotehon kulutusta 15 %.
Mikroprismarakenteinen valonohjainlevy: V-muotoinen mikroridgeryhmä lisää led-valon käyttöä 60 %:sta - 85 % ja vähentää valonkäyttöä. Ledistä vaaditaan samoja luumeneja 30 %.
Toimialastandardit ja energiatehokkuussertifikaatti
Kansainvälinen standardi: IEC 62301 "Measureme ntmethod fors tandb ypower c ons umptiono fhou seh olap ha pes", sanoo, että teollisuus-LCD-näytön lepotila kuluttaa vähemmän tai yhtä suuri kuin 0. 5 wattia ja sen off-tila kuluttaa vähemmän tai yhtä suuri kuin 0. 4 wattia.
Kotimainen standardi: GB21520 "Tietokoneiden näyttöjen energiatehokkuuden rajat ja arvosanat" edellyttää, että korkean suorituskyvyn teollisuus-LCD-näyttöjen lepotilavirrankulutuksen on oltava pienempi tai yhtä suuri kuin 0,8 W ja virrankulutus sammutettuna ei saa ylittää 0,6 W.
