Fundamentul tehnic al consumului LCD: Moleculă de cristal lichid – design de circuit.
Principalul consum de energie al LCD (afișaj cu cristale lichide) provine din trei părți
Moleculele de cristale lichide conduc lumina cu tensiune prin câmp. Curentul său de acționare are nevoie doar de un ordin de mărime de la microamperi (μA/cm²), deci acesta este un echipament cu putere joasă-tensiune-scăzută-. La fel ca porțiunea de conducere cu cristale lichide a unui modul LCD TFT de 3.5 - inchi - utilizează doar aproximativ 40 mW.
Sistem de iluminare din spate: în prezent, LCD-ul necesită un sistem de iluminare din spate-LED și consumă maximum 60%- 80% putere. Dacă doar luăm în considerare modelul de trei--și-jumătate de inchi, această matrice de LED-uri cu lumină retro-LED-consumă între o-sute-douăzeci și unu-sută{-de unde se află cea mai mare parte din puterea aceia din șaizeci de miliwați.
Circuitul driverului este format din: driver de poartă (+ -10 V HV), driver sursă (3. 3 V) și circuit de gestionare a energiei, care depinde de proiectarea circuitului pentru consumul de energie. Schema tradițională a pompei de încărcare: 40% – 60% și convertorul extern DC-DC este de 85%+.
Gama tipică și analiza de caz a consumului de energie al instrumentelor industriale LCD
Ecran cu cod de segment de -dimensiune mică (mai mică sau egală cu 2,8 inchi).
Interval de consum de energie: 0,1 mW – 10 mW (static).
Exemple de aplicații: Power Meter și Temperature Controller
Carcasă: Un contor de putere multifuncțional 96*96 cu o singură fază are o utilizare a puterii de intrare sub 0,1 VA (aproximativ 0,1 mW) pe fază; atunci când folosește tehnologia LCD reflectorizant, arată bine lucrurile chiar și în afara mediului luminos și nu trebuie să strălucească de la sine.
Afișaj cu matrice-de puncte de dimensiune medie (3,5 – 7 inchi)
Interval de consum de energie: 100 mW - 500mW (afișaj dinamic)
Utilizat în mod obișnuit pentru aplicație: HMI, interfață om-mașină; Tabletă industrială.
Carcasă: modul TFT-LCD de 3,5-inchi cu un curent de funcționare de 60 mA pe o sursă de alimentare de 3,3 V care consumă un total de 198 mW de putere; în care lumina din spate este de 160 mW, driverul este de 40 mW și comunicarea interfeței ocupă toate celelalte părți.
Big-sized high-res screen (>10 inchi)
Gama de utilizare a PWR pentru dispozitiv este între 1-50 de wați, ceea ce înseamnă 50 de wați când este în modul de lumină completă.
Aplicațiile tipice ar fi într-un centru de monitorizare și pe consolele de control pentru liniile automate de producție.
cazul este că ar avea un afișaj LCD de calitate industrială de 15,6 inchi la rezoluție de 1920 x 1080, care a folosit o gamă completă de iluminare de fundal LED împreună cu un max. puterea necesara fiind de 45w. Folosind această tehnologie de reglare dinamică, ceea ce vedem de fapt acolo scade la aproximativ 15 W.
Analiza celor mai importanți factori care influențează utilizarea energiei Lcdis.
Dimensiunea și rezoluția ecranului
Impactul rezistenței firului: este alcătuit cu o linie de conductor transparentă (ITO), pe măsură ce devine mai mare, la fel și lungimea cablajului este mai mare, ceea ce face și mai multă pierdere de rezistență a firului. De exemplu, dacă ecranul meu de 10 inchi folosește rezistența cablajului care ar putea fi dublă decât ar folosi un 5 inch, este nevoie de mai multă putere de conducere.
Cerința de iluminare de fundal este următoarea: Ecranele de înaltă definiție au rezultate mai bune atunci când o sursă de lumină mai mare. Conform datelor experimentale, dacă ne creștem rezoluția de la 800 x 480 în acel teritoriu de 1920 x 1080, va fi nevoie de aproximativ 120 la sută din energie din puterea iluminării din spate.
iluminare de fundal, tip și tehnologie.
Raportul de consum de energie de tip iluminare de fundal și scenariile de aplicare pentru optimizarea eficienței energetice.
Reflectat<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
Transparent: 20-40% panou de control industrial cu mediu amestecat cu surse de lumină ambientală lumini LED
Apoi, ecranele de monitorizare interioare complet transparente 60 – 80% folosesc mini led sau punct cuantic.
Descoperirea tehnologică este noul Dynamic Dimming: Iluminarea de fundal se modifică în funcție de intensitatea luminii care este detectată de un senzor de ambianță, cum ar fi de exemplu BH1750. Luând doar o carcasă mică de 1000 de lux, ecranul a fost mărit automat la 80% luminozitate de la o scădere de 50 de lux, iar când a scăzut la 25% la 50 de lux, aceasta a produs doar o scădere medie rapidă a consumului de energie de aproximativ 40%.
Proiectarea circuitului driverului
Opțiunea arhitecturii de putere: soluțiile mai vechi foloseau pompe de încărcare pentru a produce o tensiune mai mare și asta este o risipă. Modelele moderne folosesc convertoare externe DC-DC, cum ar fi TPS61040, pentru a crește 3. 3 V la 5 V și apoi obține ± 10 V printr-un modul de pompă de-încărcare cu o eficiență globală mai mare de 85%.
Modul de repaus inteligent: MCU va detecta dacă a fost efectuată vreo acțiune într-un interval de timp dat, cu o așteptare de 30 de secunde înainte de a intra în modul de repaus, atunci AVDD, VGH/VGL vor fi oprite. Consumul de energie în standby este redus la sub 0,1 mW.
Strategia de optimizare a consumului de energie în scenarii industriale.
Structura de-economie de energie-la nivel de sistem
Controlul luminii de fundal: Utilizați reglarea luminii de 1 kHz PWM pentru a reduce pâlpâirea și pentru a minimiza EMI. Harta de iluminare-luminozitate este utilizată pentru ajustarea estomparii.
Tehnologia de reîmprospătare a regiunii: definiți o modalitate de a semnala regiunea „murdară”, astfel încât să schimbăm doar lucrurile care au fost modificate. De exemplu, dacă considerăm că, din punct de vedere industrial, o descompunem ca având o secțiune cu bară de titlu, porțiunea din zona de date, apoi cea finală ar conține porțiunea noastră din bara de stare care, în acest scenariu, ar putea fi reîmprospătată individual, reducând astfel nivelurile totale de consum de energie în scopul operațiunii de reîmprospătare cu aproximativ 30+ puncte procentuale.
Gestionarea temporizării alimentării: în timpul procesului de trezire a LCD-ului, trebuie să așteptăm 100 – 120 ms pentru ca puterea să se stabilizeze, astfel încât „întârzierea ecranului negru” să fie evitată și să îmbunătățim timpul necesar pentru perioada de activare -la sub 50 ms.
Și inovații în materiale și procese
Sticlă ITO cu impedanță scăzută: ioni metalici dopați (de exemplu argintiu), pentru a reduce rezistența ITO a filmului subțire, de la 100 Ω/□la 50Ω/□ și pentru a reduce consumul de putere de conducere cu 15%.
Placă de ghidare a luminii structurată cu microprismă: matricea de microcresturi în formă de V crește utilizarea luminii LED de la 60% - 85% și reduce numărul. de led necesar pentru aceiași lumeni cu 30%.
Standarde industriale și certificare de eficiență energetică
Standardul internațional: IEC 62301 „Metoda de măsurare pentru controlul puterii de măsurare a controlului de caz”, afirmă că modul de repaus al LCD-ului industrial consumă mai puțin sau egal cu 0. 5 W și modul său oprit consumă mai puțin sau egal cu 0. 4 W.
Standardul intern: GB21520 „Limite și grade de eficiență energetică pentru afișajele computerelor” stipulează că consumul de energie în stare de repaus al LCD-urilor industriale de înaltă performanță trebuie să fie mai mic sau egal cu 0,8 W, iar consumul de energie atunci când este oprit nu trebuie să depășească 0,6 W.
