Podstawy techniczne zużycia LCD: Cząsteczka ciekłokrystaliczna – projektowanie obwodów.
Główny pobór mocy LCD (wyświetlacza ciekłokrystalicznego) składa się z trzech części
Cząsteczki ciekłych kryształów napędzają światło za pomocą napięcia przez pole. Jego prąd zasilający wymaga rzędu mikroamperów (μA/cm²), więc jest to sprzęt nisko-napięciowy-niskiej-mocy. Podobnie jak ciekłokrystaliczna część sterująca 3.5 --calowego modułu TFT - LCD zużywa tylko około 40 mW.
System podświetlenia: obecne wyświetlacze LCD wymagają systemu-podświetlenia LED i zużywają maksymalnie 60%- 80% mocy. Gdybyśmy wzięli pod uwagę model o długości trzech-i-pół{6}}cala, ten zestaw-podświetlaczy LED-LED zużywa od jednego-stu-dwudziestu do stu{11}}stu sześćdziesięciu miliwatów, czyli tam będzie trafiać większość mocy.
Obwód sterownika składa się ze sterownika bramki (+ -10 V HV), sterownika źródła (3. 3 V) i obwodu zarządzania energią, co zależy od projektu obwodu pod względem zużycia energii. Tradycyjny schemat pompy ładującej: 40% – 60% i zewnętrzna przetwornica DC-DC to 85%+.
Typowy zakres i analiza przypadku zużycia energii przez LCD przyrządów przemysłowych
Mały-ekran z kodem segmentowym (mniejszy lub równy 2,8 cala).
Zakres poboru mocy: 0,1 mW – 10 mW (statyczny).
Przykłady zastosowań: Miernik mocy i regulator temperatury
Obudowa: Wielofunkcyjny miernik mocy 96*96 z tylko jedną fazą ma wykorzystanie mocy wejściowej poniżej 0,1 VA (około 0,1 mW) na fazę; gdy korzysta z odblaskowej technologii LCD, dobrze pokazuje rzeczy nawet poza jasnym otoczeniem i nie musi samo świecić.
Średniej wielkości wyświetlacz-matrycowy (3,5–7 cali)
Zakres zużycia energii: 100 mW - 500mW (wyświetlacz dynamiczny)
Zwykle używane w aplikacji: HMI, interfejs człowiek-maszyna; Przemysłowy komputer typu Tablet.
Obudowa: 3,5-calowy moduł TFT-LCD o prądzie roboczym 60 mA na zasilaniu 3,3 V, zużywający łącznie 198 mW mocy; w którym podświetlenie wynosi 160 mW, sterownik 40 mW, a komunikacja z interfejsem zajmuje całą resztę.
Big-sized high-res screen (>10 cali)
Zakres PWR dla urządzenia wynosi od 1 do 50 watów, co oznacza 50 watów w trybie pełnego oświetlenia.
Typowe zastosowania to centra monitorowania i konsole sterujące automatycznych linii produkcyjnych.
przypadek jest taki, że miałby on 15,6-calowy przemysłowy wyświetlacz LCD o rozdzielczości 1920 x 1080, w którym zastosowano pełny zestaw podświetlenia LED wraz z maks. zapotrzebowanie na moc wynosi 45 W. Dzięki tej technologii dynamicznego przyciemniania to, co faktycznie tam widzimy, spada do wartości około 15 W.
Analiza najważniejszych czynników wpływających na zużycie energii przez Lcdis.
Rozmiar i rozdzielczość ekranu
Wpływ rezystancji drutu: składa się z przezroczystej linii przewodzącej (ITO), która zwiększa długość okablowania, powodując również większą utratę rezystancji drutu. Podobnie jak w przypadku mojego 10-calowego ekranu, w którym rezystancja przewodów jest dwukrotnie większa niż w przypadku 5-calowego ekranu, potrzebna jest większa moc napędowa.
Wymagania dotyczące podświetlenia są następujące: Ekrany o wysokiej rozdzielczości zapewniają lepsze rezultaty przy wyższym źródle światła. Według danych eksperymentalnych, jeśli zwiększymy rozdzielczość z 800 x 480 do obszaru 1920 x 1080, będzie to wymagało około 120 procent energii przeznaczonej na oświetlenie tylne.
podświetlenie, typ i technologia.
Typ podświetlenia, współczynnik zużycia energii i scenariusze zastosowań optymalizacji efektywności energetycznej.
Odbicie<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
Przezroczysty: przemysłowy panel sterowania 20-40% z otoczeniem zmieszanym ze źródłami światła LED
Następnie w pełni przezroczyste ekrany do monitorowania w pomieszczeniach o współczynniku 60–80% wykorzystują mini diody LED lub kropki kwantowe.
Przełomem technologicznym jest nowe Dynamic Dimming: Podświetlenie zmienia się w zależności od natężenia światła wykrywanego przez czujnik otoczenia, taki jak na przykład BH1750. Po prostu biorąc jedną małą obudowę o natężeniu 1000 luksów, jasność ekranu została automatycznie zwiększona do 80% ze spadku o 50 luksów, a gdy spadła do 25% przy 50 luksach, spowodowało to szybki średni spadek zużycia energii o około 40%.
Projekt obwodu sterownika
Opcja architektury zasilania: Starsze rozwiązania wykorzystywały pompy ładujące do wytwarzania wyższego napięcia, co było marnotrawstwem. Nowoczesne konstrukcje wykorzystują zewnętrzne przetwornice DC-DC, takie jak TPS61040, aby zwiększyć napięcie 3. 3 V do 5 V, a następnie uzyskać napięcie ± 10 V za pośrednictwem modułu pompy{{7}ładowującej o ogólnej wydajności większej niż 85%.
Inteligentny tryb uśpienia: MCU wykryje, czy w danym przedziale czasu została wykonana jakakolwiek akcja, po 30 sekundach oczekiwania przed przejściem w tryb uśpienia, a następnie AVDD, VGH/VGL zostanie odłączone od zasilania. Pobór mocy w trybie gotowości został obniżony do poziomu poniżej 0,1 mW.
Strategia optymalizacji zużycia energii w scenariuszach branżowych.
Poziom-systemu-struktura oszczędzająca energię
Kontrola podświetlenia: Użyj przyciemniania PWM 1 kHz, aby zredukować migotanie i zminimalizować zakłócenia elektromagnetyczne. Mapa-jasności iluminacji służy do regulacji przyciemnienia.
Technologia odświeżania regionu: zdefiniuj sposób oznaczania „brudnego” regionu, aby zmieniać tylko to, co zostało zmienione. Na przykład, jeśli weźmiemy pod uwagę, że po stronie przemysłowej podzielimy to na sekcję paska tytułu, część obszaru danych, a ostatnia część będzie zawierać część paska stanu, która w tym scenariuszu mogłaby być odświeżana indywidualnie, zmniejszając w ten sposób ogólny poziom zużycia energii na potrzeby operacji odświeżania o około 30+ punktów procentowych.
Zarządzanie czasem zasilania: podczas procesu wybudzania wyświetlacza LCD musimy odczekać 100–120 ms, aż moc się ustabilizuje, aby uniknąć „opóźnienia czarnego ekranu” i skrócić czas wymagany do wybudzenia -do poziomu poniżej 50 ms.
Oraz innowacje w materiałach i procesach
Szkło ITO o niskiej impedancji: Domieszkuj jony metalu (na przykład srebro), aby obniżyć rezystancję cienkiej warstwy ITO ze 100 Ω/□ do 50 Ω/□ i zmniejszyć zużycie energii napędowej o 15%.
Płytka prowadząca światło o strukturze mikropryzmatycznej: układ mikrogrzybków w kształcie litery V zwiększa zużycie światła LED z 60% - 85% i zmniejsza nie. diody LED wymaganej dla tych samych lumenów o 30%.
Standardy branżowe i certyfikacja efektywności energetycznej
Norma międzynarodowa: IEC 62301 „Measureme ntmethod fors tandb ypower c ons umptiono fhou seh olap ha pes” stwierdza, że tryb uśpienia przemysłowego wyświetlacza LCD zużywa mniej niż lub równą 0. 5 W, a jego tryb wyłączenia zużywa mniej niż lub równą 0. 4 W.
Norma krajowa: GB21520 „Limity i stopnie efektywności energetycznej wyświetlaczy komputerowych” stanowi, że pobór mocy w trybie uśpienia przez wysokowydajne przemysłowe wyświetlacze LCD musi być mniejszy lub równy 0,8 W, a pobór mocy po wyłączeniu nie może przekraczać 0,6 W.
