Podstawy techniczne pracy przy niskim napięciu: współpraca materiału ciekłokrystalicznego z obwodami sterującymi.
Charakterystyka odpowiedzi na pole elektryczne materiału ciekłokrystalicznego
Pod wpływem pola elektrycznego na zmiany w rozmieszczeniu cząsteczek ciekłokrystalicznych wyświetlaczy LCD. na przykład TN; gdy nie ma napięcia, cząsteczki układają się w kształt korkociągu, który pozwala na swobodne przejście światła, ale po wprowadzeniu napięcia ustawiają się równolegle do tego, co wytwarza pole elektryczne, które całkowicie blokuje światło. Proces ten jest bardzo wrażliwy na próg napięcia.
Napięcie progowe lub Vth to krytyczna wartość napięcia w woltach, która zainicjuje odchylanie cząsteczek ciekłego kryształu, a wartość tę można ogólnie znaleźć w okolicach 2 – 3 woltów.
Napięcie nasycenia (Vsat), poziom napięcia wymagany do osiągnięcia pełnego odchylenia ciekłych kryształów, przeważnie wynosi około 4 - 6 V.
A nowoczesne wyświetlacze LCD do przyrządów mogą obniżyć wartość V aż do 1. 5V, jeśli użyjesz odpowiednich rzeczy, takich jak optymalizacja receptur ciekłokrystalicznych (dodaj fluoro- lub cyjano-coś?), nadal całkiem nieźle radzą sobie z tworzeniem jasnych, ciemnych obiektów > 1000: 1, ale w czasie zaledwie 10 milisekund, więc to mniej więcej powód, dla którego chcemy działać przy niższych napięciach.
Projekt niskonapięciowy obwodu sterującego.
Tradycyjny obwód sterownika LCD pobiera zasilanie, które zostało zwiększone o około dodatkowy stopień i podnosi się do około dziesięciu do dwudziestu woltów, aby zasilić wyświetlacz ciekłokrystaliczny, ale teraz masz tego rodzaju technologię w bardziej nowoczesnych wyświetlaczach LCD, takich jak ten. Technologia, którą rozważamy, może sama sobie poradzić z niskim napięciem.
Zintegruj układ scalony sterownika: taki jak SED1520, T6963c itd., te zintegrowane obwody pompy ładującej mogą zwiększyć 3,3 V do niezbędnego napięcia ciekłego kryształu i móc podłączyć się bezpośrednio do portu we/wy mikrokontrolera, zmniejszając w ten sposób ilość części zewnętrznych.
DVS: Dynamicznie zmienia napięcie sterujące w zależności od tego, co jest wyświetlane. Podobnie jak obniżenie napięcia do 2,5 V podczas wyświetlania niektórych tekstów i podniesienie go z powrotem do 3,3 V podczas wyświetlania ruchomych obrazów, oszczędzając zarówno zużycie energii, jak i uzyskane wyniki.
Tryb wyświetlania o niskim poborze mocy: może obsługiwać funkcję częściowego odświeżania i trybu uśpienia. Na przykład inteligentny licznik może aktualizować wyświetlaną godzinę tylko wtedy, gdy znajduje się w trybie gotowości, co zmniejsza jego zużycie energii do mniej niż 0,1 mW.
Przemysłowe zastosowania: Typowe użycie niskonapięciowego wyświetlacza LCD.
Instrumenty przemysłowe: praca w trudnych warunkach.
W petrochemii/metalurgii itp. przyrządy działają w zakresie od -40 stopni do +85 stopnia. Niektóre przemysłowe narzędzia HMI jakiejś marki wykorzystują wyświetlacz LCD, który jest hartowany na zimno i obsługuje tę technologię.
Wbudowana folia grzewcza: Folia grzewcza ITO jest zintegrowana z podłożem wyświetlacza LCD i jest połączona ze źródłem podświetlenia; ilość wykorzystywanej energii cieplnej jest zarządzana automatycznie za pomocą narzędzia do wykrywania temperatury, dzięki czemu wszystko będzie działać prawidłowo przy napięciu 3,3 V w niskiej temperaturze (ujemne dwadzieścia stopni Celsjusza).
Rozszerzająca się konstrukcja zasilacza: Obsługuje wejście 9-36 V, zapewnia stabilne napięcie 3,3 V poprzez konwersję DC-DC, jest w stanie dostosować się do różnych napięć w miejscu pracy.
Inteligentny licznik: rozwiązanie do wyświetlania z wyjątkowo długą żywotnością baterii
Inteligentne liczniki muszą działać przez długi czas (ponad 10 lat), a także zużywają więcej energii. Model jednofazowego licznika energii elektrycznej, w którym zastosowano odblaskowy wyświetlacz LCD, działa w następujący sposób przy niskim napięciu.
podświetlenie-dowolny projekt: użyj światła otoczenia, aby odbijało się na ekranie, dzięki czemu nie jest potrzebny moduł podświetlenia i będzie działać przy napięciu 2 V lub niższym.
Segmentowana technologia jazdy: zawartość wyświetlacza jest podzielona na wiele części. Jedź każdą porcją indywidualnie, aby zmniejszyć niepotrzebne zużycie energii. Dane zmierzone, jak widać na powyższym zdjęciu, miernik pokazuje pobór mocy zaledwie 0. 05 mW/cm 2 przy napięciu 3,3 V.
Sprzęt medyczny: Przede wszystkim bezpieczeństwo na pierwszym miejscu. Konstrukcja niskonapięciowa
Praca przy niskim napięciu zmniejsza ryzyko porażenia prądem elektrycznym w przypadku przenośnego monitora, glukometru itp. Obecnie w przypadku bardzo szczególnej marki-podręcznego monitora zastosowano następujący typ urządzenia zabezpieczającego.
Izolowane zasilanie: Izolacja pomiędzy wejściem a wyjściem za pomocą transformatora, upewnij się, że napięcie w części kontaktowej z pacjentem jest poniżej 6 V.
Redundancja baterii Dul: zbudowana z 2*1,5 V AA, zasilanie 3,3 V ze wzmacniacza, nadal wyświetlana po wyczerpaniu się jednej baterii.
Problemy i rozwiązania dotyczące niezawodności.
Przy niskim napięciu problemy z jednolitością wyświetlania.
Jeśli napięcie jest niższe niż 2,5 V, wyświetlacz LCD będzie wyświetlał ciemniejszą część z powodu niewystarczającego odchylenia. Rozwiązanie to:
Optymalizacja konstrukcji płyty prowadzącej światło: płytka prowadząca światło z mikropryzmatami poprawiająca wykorzystanie światła tylnego. Podobnie jak w innym przypadku, na przykład gdy wyświetlacz LCD deski rozdzielczej samochodu był w stanie zwiększyć równomierność jasności aż do 92%, po prostu dzięki zastosowaniu innego rodzaju płytki światłowodowej przy zasilaniu trzema woltami (3 V).
Dynamiczna regulacja kontrastu: automatyczna regulacja kontrastu wyświetlacza w zależności od natężenia światła otoczenia. Silne oświetlenie (> 10000 luksów) Kontrast wzrasta do 1000:1, aby zrekompensować spadek jasności spowodowany spadkiem niskiego napięcia.
opóźnienie reakcji w środowisku o niskiej temperaturze
Lepkość ciekłych kryształów wzrasta, gdy jest zimno, podobnie jak czas reakcji. Konkretny wyświetlacz LCD-na desce rozdzielczej samochodu rozwiązuje ten problem dzięki następującym technologiom:
ITO heating film: Transparent heating films on either side of the liquid crystal layer for keeping the temp. at >0 stopni z szybką reakcją<15ms.
Algo podgrzewania wstępnego: po uruchomieniu ciekłe kryształy urządzenia otrzymują początkowo wysokie napięcie 5 V, następnie temperatura szybko wzrasta, a następnie osiąga standardowe 3. 3 V.
Długoterminowy spadek żywotności przy niskim napięciu.
Materiały LCM mogą zawierać elektrolity przy długich niskich napięciach, co może spowodować uszkodzenie wyświetlacza. Sterowanie przemysłowe LCD zwiększa jego żywotność w następujący sposób:
Przebieg sterowany prądem przemiennym: użyj symetrycznego sterowania falą-kwadratową, aby zapobiec przesunięciu prądu stałego, co powoduje zmniejszenie szybkości elektrolizy o 90%.
Modyfikuj materiał: Dodaj przeciwutleniacze do LC, aby zapobiec korozji elektrody. Zgodnie z wynikami naszych rzeczywistych testów odkryliśmy, że wyświetlacz LCD może działać w sposób ciągły powyżej wartości 50 000 przy napięciu 2,5 V.
