Și problema reală a creșterii consumului de energie electrică la -temperatură scăzută: este acea dilemă între trecerea de la o stare la alta pentru chestii cu cristale lichide.
Creșterea exponențială a vâscozității LC, precum și a tensiunii de prag.
Mișcarea cristalelor lichide este oprită mai puternic la temperaturi mai scăzute; asta este exponential. Tipul TN de cristaline lichide obișnuite au vâscozități de până la 8 ori mai mari decât la 25 de grade (-40 de grade: 50cP, 400cP): Acest lucru durează mult mai mult pentru răsturnarea unei molecule, de aproximativ 64 de ori mai mult. Circuitul de conducere vrea să mențină răspunsurile în acest ritm, așa că vom face ca tensiunea noastră să treacă de la trei volți până la doisprezece volți, ceea ce face ca utilizarea energiei să fie de șaisprezece ori mai mare decât este în prezent. Prin utilizarea datelor de măsurare reale de la un instrument de investigare științifică polară, putem observa că la –40 de grade Celsius, dacă ar fi pur și simplu să crească tensiunile lor de conducere, s-ar observa o creștere a consumului de energie electrică cu o cifră de 120 mW.
Efect de polarizare rezultat din scăderea mobilității ionilor.
La temperaturi scăzute, ion mobi este redus în cristalele lichide de la 10⁻¹²cm² V/s la 25 de grade și până la 10⁻¹⁴cm² V/s în jurul -40 de grade, ceea ce determină acumularea restului. Contrapolaritate cu circuite de comandă având impulsuri de polaritate alternativă (bipolar). Consumul de energie este crescut cu 30%. Termostatele industriale au fost testate cu acesta și a existat neclaritate la -20 de grade la o rată de 40%, dar când a fost schimbat pentru Bipolar Drive pentru a fi îmbunătățit, s-a constatat că consumă cu 45 mW mai multă putere, dar a fost o îmbunătățire foarte bună pentru a fi mai bun decât unipolar.
Și se încălzește / se răcește. Filmele polarizante vor fi afectate de căldură/răcire. Materialele de etanșare sunt supuse căldurii/răcirii.
La temperatură scăzută, raportul de contracție al polarizatorului este de 0,3%/grad, ceea ce duce la scăderea eficienței polarizării la 80% la -40 de grade când este de 95% la 25 de grade. Compensați pierderea de lumină cu o creștere a luminozității luminii de fundal: 25%, crescând astfel consumul de energie al LED-urilor. O măsurătoare specială a unui anumit proiect de instrumente de mașină dezvăluie după aplicarea polarizatorului PVA pe bază de fluor, iluminarea de fundal-consumul de putere la -30 de grade , redus de la 120 mW la 90 mW, care a fost cu 25%.
Problemă de adaptare la temperatură joasă-circuitului de conducere, de la alegerea pieselor până la optimizarea formei.
Ca o stâncă, eficiența pompei de încărcare a scăzut.
La temperaturi scăzute, eficiența de conversie pentru pompele de încărcare tradiționale scade semnificativ: de la 85 % @ RT până la doar 40 % @ - 40 grade . Pompa de încărcare, cum ar fi de la 3. 3V la 12V, ar avea nevoie de creșterea curentului de intrare până la 50 mA, când se atinge -40 de grade Celsius, consumul total de energie al întregului sistem crește cu aproape 150%. Anumite proiecte de senzori industriali au redus consumul de energie cu 60% la -40 grade C datorită utilizării unui convertor DC-DC extern care a îmbunătățit nivelul de eficiență cu 88%.
S-a opus echilibrul ciclului de lucru și al ratei de cadre
Pentru a preveni înghețarea moleculelor de cristale lichide, este necesar ca frecvența cadrelor drive-ului să fie crescută de la valoarea sa tipică de 32 Hz până la 128 Hz și, în același timp, trebuie să reducem ciclul de funcționare până la 1 / 2 pentru ca consumul total de energie să rămână sub control. Testarea terminalului de monitorizare a lanțului de rece a indicat că utilizarea ciclului de lucru + 1/2 cu frecvența de cadru de 128 Hz poate avea un consum maxim de energie de până la 380 mw, totuși acest lucru ne permite să reducem întârzierea de afișare de la 500 ms la doar 80 ms și să îndeplinim cerințele de alertă- în timp real.
Costul energiei pe tehnologia overdrive
Tensiune de impuls=1.5 * tensiune de stare constantă aplicată în timpul tranziției între coduri pe oricare segment și este menținută pe tot parcursul comutatorului (3 - 5 ms), aceasta va accelera procesul de întoarcere a moleculei, dar va provoca și o creștere a puterii de vârf utilizate. Conform unor măsurători reale ale contorului de putere, după utilizarea tehnologiei over-drive, la -40 de grade Celsius, codul de un singur segment de comutare a crescut de la 80 mW la 120 mW, totuși perioada completă de actualizare a afișajului a scăzut de la 1,2 secunde la 150 de milisecunde.
O soluție la nivel de sistem pentru optimizarea puterii: de la inovarea materialelor la algorthim创新
Noi progrese în aplicațiile materialelor cu cristale lichide antigel
Pentru compusul cu cristale lichide perfluorinate, Tg (cum ar fi ciclohexilbifenilul fluorurat) este sub -60 grade, iar vâscozitatea sa la -40 grade este de doar 250 cP (o pătrime din cristalele lichide convenționale). Și după ce am folosit aceste lucruri, a făcut ca tensiunea de antrenare pentru un alt echipament de știință polar pe care îl folosesc ei să scadă, de la nevoie de 12 volți pentru a fi capabil să funcționeze până la plăcerea de a putea funcționa cu 8 volți, ceea ce face ca consumul de energie să fie redus cu aproximativ jumătate sau cu 56% mai puțin decât înainte. Adăugați între 5%-10% cristale lichide din lanțul lateral de siloxan pentru a scădea vâscozitatea cu încă 15%-20% și pentru a reduce timpii de întoarcere moleculară peste 60ms.
Design electrod condus de structuri micro/nano
Prin crearea fotolitografică de structuri foarte mici de tip-pentru partea superioară a stratului conductor transparent cunoscut sub numele de ITO, intensitățile câmpului electric local (E=U/d) sunt întărite, reducând tensiunea necesară cu aproximativ 30 la sută. În anumite teste HMI pentru proiectul desfășurat în industrie, când s-a folosit micro și nano electrod, se vede că la -40 de grade, consumul de putere de conducere a scăzut de la 450 mW la 320 mW, ceea ce reprezintă o scădere de 29%
TEHNOLOGIA DE ÎNCĂLZIRE PULSĂ LA NIVEL DE MILISECOND
Filmul de încălzire cu grafen ocupă 1/4 din suprafața ecranului. Atașați-l în partea din spate a unui panou LCD, astfel încât să încălziți locul din apropiere cu impulsuri de 10 ms, cu un raport de funcționare de 10 %, ducându-ne de la -40 de grade până la -20 de grade . Cifrele reale pentru un proiect real de contoare inteligente indică faptul că chiar și o încălzire mică consumă mai puțin de 45mW; și totuși, reduce tensiunea de conducere trecând de la 12V la 8V - făcând ca consumul total de energie să scadă cu 60%!
Algoritm de reîmprospătare bazat pe evenimente
Proiectați un mecanism de reîmprospătare-la cerere pentru caracterul afișat „static + actualizare bruscă” pe dispozitivul IoT: reîmprospătat la fiecare 10 secunde când este static, actualizarea bruscă se va transforma în reîmprospătare rapidă de 128 Hz. Algoritmul de testare al terminalului logistic al lanțului rece reduce consumul mediu de energie de la 150 mW la 80 mW și prelungește durata de viață a bateriei cu 90%.
Caz de aplicații industriale: studiu științific polar și lanț de frig industrial.
Senzor de studiu științific polar
O anumită stație de cercetare științifică din Antarctica a adoptat un anumit tip de dispozitiv de detectare a temperaturii care utilizează acest tip de compus lichid cristalin de acid perfluorocarboxilic împreună cu acest tip special de micro nanoelectrod configurat pentru a putea oferi o actualizare completă a afișajului o dată la 150 de milisecunde în interiorul unui împrejurimi în care atmosfera exterioară poate scădea până la -50 de milimetri, fără a consuma mai mult de o sută de miliatii de energie. la fel, plus că sunt alimentate cu două baterii AA care durează aproximativ doi ani cel mult în condiții normale.
Terminale de monitorizare a lanțurilor de frig industriale
O anumită companie de logistică a lanțului de frig a folosit o soluție de reînnoire+strat cald de grafen determinată de ocazie, și-a făcut consumul mediu de energie la mai puțin de jumătate, scăzând cu 120 mW într-o atmosferă de -25 de grade până la 65 mW, de asemenea, ne-a extins timpul de schimbare a bateriilor de aproximativ 2 luni în perioada de 4-5 luni.
Sisteme de instrumente pentru nave spațiale
Un fel de dispozitiv de detectare a spațiului adânc utilizează iluminarea din spate cu puncte cuantice + tehnici de reglare dinamică, prin ajustarea luminozității care variază în funcție de condițiile de iluminare ambientală (-100 grade - 80% la 1000 lux, -25% la 50 lux) reducând consumul de energie din spate cu 45w până la 15w, rezultând o reducere generală de 67%.
