Технічні основи споживання LCD: Молекула рідкого кристала – схемотехніка.
Основне енергоспоживання РК-дисплея (рідкокристалічного дисплея) складається з трьох частин
Молекули рідких кристалів проганяють світло за допомогою напруги через поле. Для його струму керування потрібен лише мікроампер порядку величини (мкА/см²), тому це обладнання низької-напруги-низької-потужності. Подібно до рідкокристалічної керуючої частини 3.5 --дюймового TFT - РК-модуля споживає лише близько 40 мВт.
Система підсвічування: сучасні РК-дисплеї потребують світлодіодної-системи підсвічування та споживають максимум 60%- 80% електроенергії. Якщо взяти до уваги лише модель із трьома---з половиною дюймами, цей світлодіодний-світлодіодний-масив споживає десь від-сот-двадцяти до-сто-шістдесяти міліват, на це фактично надходить найбільше електроенергії.
Схема драйвера складається з драйвера затвора (+ -10 V HV), драйвера джерела (3. 3 V) і схеми керування живленням, яка залежить від схеми споживання електроенергії. Традиційна схема заряджання: 40–60% і зовнішній DC-перетворювач постійного струму становить 85%+.
Типовий діапазон і аналіз споживаної потужності рідкокристалічного дисплея промислових приладів
Малий-розмір сегментного кодового екрана (менше або дорівнює 2,8 дюйма).
Діапазон споживаної потужності: 0,1 мВт – 10 мВт (статичний).
Приклади застосування: вимірювач потужності та регулятор температури
Випадок: багатофункціональний вимірювач потужності 96*96 лише з однією фазою споживає вхідну потужність менше 0,1 ВА (приблизно 0,1 мВт) на фазу; коли він використовує світловідбиваючу технологію РК-дисплея, він добре показує речі навіть поза яскравим середовищем і не повинен світити сам по собі.
Матричний дисплей середнього розміру (3,5–7 дюймів)
Діапазон споживаної потужності: 100 мВт - 500мВт (динамічний дисплей)
Зазвичай використовується для додатків: HMI, людино-{0}}інтерфейс; Промисловий планшетний комп'ютер.
Корпус: 3,5--дюймовий TFT-LCD модуль із робочим струмом 60 мА від джерела живлення 3,3 В, який споживає загальну потужність 198 мВт; у якому підсвічування становить 160 мВт, драйвер – 40 мВт, а зв’язок інтерфейсу займає всі інші частини.
Big-sized high-res screen (>10 дюймів)
Діапазон використання PWR для пристрою становить від 1 до 50 Вт, це означає 50 Вт у режимі повного освітлення.
Типові програми будуть у центрі моніторингу та на консолях керування для автоматичних виробничих ліній.
Це те, що він матиме 15,6-дюймовий РК-дисплей промислового класу з роздільною здатністю 1920 x 1080, який використовує повний масив світлодіодного підсвічування разом із макс. потреба в потужності 45 Вт. Використовуючи цю технологію динамічного затемнення, те, що ми насправді бачимо там, зменшується приблизно до 15 Вт.
Аналіз найважливіших факторів, що впливають на енергоспоживання Lcdis.
Розмір і роздільна здатність екрана
Вплив опору дроту: він складається з прозорої провідної лінії (ITO), оскільки він стає більшим, збільшується довжина проводу, що також призводить до більших втрат опору дроту. Наприклад, якщо мій 10-дюймовий екран використовує опір проводів, який може бути вдвічі більшим, ніж 5-дюймовий, потрібна більша потужність.
Вимоги до підсвічування такі: Екрани високої роздільної здатності мають кращий результат при потужнішому джерелі світла. Згідно з експериментальними даними, якщо ми збільшимо нашу роздільну здатність з 800 x 480 до цієї території 1920 x 1080, це займе приблизно 120 відсотків енергії в потужності заднього освітлення.
підсвічування, тип і техн.
Співвідношення енергоспоживання типу підсвічування та сценарії застосування оптимізації енергоефективності.
Відображено<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
Прозорість: 20-40% промислової панелі керування з навколишнім середовищем, змішаним зі світлодіодними лампами джерела навколишнього світла
А потім повністю прозорі 60–80% екранів для моніторингу в приміщенні використовують міні-світлодіоди або квантові точки.
Технологічним проривом є нове динамічне затемнення: підсвічування змінюється залежно від інтенсивності світла, яке визначається датчиком навколишнього середовища, як, наприклад, BH1750. Взявши лише один невеликий корпус на 1000 люкс, екран автоматично збільшився до 80% яскравості після падіння на 50 люкс, а коли яскравість впала до 25% при 50 люкс, це призвело до швидкого середнього зниження енергоспоживання приблизно на 40%.
Схема драйвера
Варіант архітектури живлення: у старих рішеннях використовувалися зарядні насоси для отримання вищої напруги, а це було марнотратно. У сучасних конструкціях використовуються зовнішні перетворювачі постійного-постійного струму, такі як TPS61040, щоб підвищити 3. 3 В до 5 В, а потім отримати ± 10 В через зарядний-модуль насоса із загальним ККД понад 85%.
Інтелектуальний сплячий режим: MCU визначить, якщо будь-яка дія була виконана протягом заданого інтервалу часу з 30-секундним очікуванням, перш ніж він перейде в сплячий режим, тоді живлення AVDD, VGH/VGL буде відключено. Енергоспоживання в режимі очікування знижується до 0,1 мВт.
Стратегія оптимізації енергоспоживання в галузевих сценаріях.
Енергозберігаюча структура-рівня системи
Контроль підсвічування: використовуйте затемнення ШІМ 1 кГц, щоб зменшити мерехтіння та мінімізувати електромагнітні перешкоди. Освітленість-карта яскравості використовується для налаштування затемнення.
Технологія оновлення регіону: визначте спосіб позначення «брудного» регіону, щоб ми змінювали лише те, що було змінено. Наприклад, якщо ми вважаємо, що з промислової сторони ми розбиваємо його як розділ рядка заголовка, то частина області даних, а потім наша остання частина міститиме нашу частину рядка стану, яку в цьому сценарії можна оновлювати окремо, таким чином зменшуючи загальні рівні споживання електроенергії для цілей операції оновлення приблизно на 30+ відсоткових пунктів.
Керування часом живлення: під час процесу виведення РК-дисплея з режиму сну нам потрібно зачекати 100–120 мс, щоб живлення стабілізувалося, щоб уникнути «затримки чорного екрана» та зменшити час, необхідний для -періоду пробудження, до рівня нижче 50 мс.
А також інновації в матеріалах і процесах
Скло ITO з низьким опором: Додайте іони металу (наприклад, срібло), щоб знизити опір тонкої плівки ITO зі 100 Ом/□ до 50 Ом/□ і зменшити споживання електроенергії на 15%.
Пластина світловода зі структурованою мікропризмою: V-подібна матриця мікрогребенів збільшує використання світлодіодного світла з 60% - 85% і зменшує кількість. світлодіодів, необхідних для тих самих люменів, на 30%.
Галузеві стандарти та сертифікація енергоефективності
Міжнародний стандарт: IEC 62301 "Measure ntmethod for fors tandb ypower c ons umptiono fhou seh olap ha pes", стверджує, що промисловий РК-дисплей споживає в режимі сну менше або дорівнює 0. 5 Вт, а режим вимкнення споживає менше або дорівнює 0. 4 Вт.
Внутрішній стандарт: GB21520 «Обмеження та класи енергоефективності для комп’ютерних дисплеїв» передбачає, що енергоспоживання високопродуктивних промислових РК-дисплеїв у режимі сну має бути менше або дорівнювати 0,8 Вт, а споживання електроенергії у вимкненому стані не повинно перевищувати 0,6 Вт.
