1, Η σύνθεση κατανάλωσης ενέργειας της τμηματοποιημένης LCD: το βασικό πλεονέκτημα προέρχεται από την τεχνική αρχή
Η κατανάλωση ενέργειας της τμηματοποιημένης οθόνης LCD προέρχεται κυρίως από τρία μέρη: ρεύμα οδήγησης εκτροπής μορίου υγρών κρυστάλλων, κατανάλωση στατικής ισχύος του κυκλώματος κίνησης και κατανάλωση ενέργειας οπίσθιου φωτισμού (αν είναι ενεργοποιημένο). Το βασικό του πλεονέκτημα έγκειται στα χαρακτηριστικά οδήγησης ηλεκτρικού πεδίου των ίδιων των υλικών υγρών κρυστάλλων - απαιτείται μόνο ρεύμα σε επίπεδο μικροαμπέρ για να αλλάξει η διάταξη των μορίων υγρών κρυστάλλων και να επιτευχθεί εναλλαγή κατάστασης οθόνης.
Κατανάλωση ρεύματος προγράμματος οδήγησης LCD:
Η τάση που απαιτείται για την εκτροπή του μορίου υγρών κρυστάλλων είναι συνήθως 3,3V-5V και το ρεύμα είναι μόνο 5-10 μ A. Αυτή η δυνατότητα κάνει την κατανάλωση ενέργειας πολύ χαμηλότερη από τις τεχνολογίες ενεργής οθόνης εκπομπής φωτός, όπως LED και OLED σε λειτουργία χωρίς οπίσθιο φωτισμό. Για παράδειγμα, μια συγκεκριμένη τμηματοποιημένη οθόνη LCD 5 ιντσών απαιτεί μόνο ρεύμα 0,57 μ A (σε λειτουργία διαίρεσης τάσης πυκνωτή εκτός τσιπ) για στατική οθόνη και όταν συνδυάζεται με MCU χαμηλής ισχύος, το συνολικό ρεύμα του συστήματος μπορεί να ελεγχθεί εντός 2,2 μ A.
Κατανάλωση ισχύος IC προγράμματος οδήγησης:
Η κατανάλωση στατικής ενέργειας των τσιπ οδηγών LCD αποκλειστικού κωδικού τμήματος (όπως το HT1621) είναι συνήθως κάτω από 100 μ A, ενώ μέσω της τεχνολογίας πολυπλεξίας (όπως η πολυπλεξία 4:1), ο πραγματικός χρόνος τροφοδοσίας κάθε τμήματος αντιστοιχεί μόνο στο 25%, μειώνοντας περαιτέρω τη δυναμική κατανάλωση ενέργειας. Αυτός ο σχεδιασμός δίνει τη δυνατότητα-μεγάλου μεγέθους τμηματοποιημένης οθόνης LCD να διατηρεί χαρακτηριστικά χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας ακόμη και όταν οδηγείτε πολύπλοκα μοτίβα.
Κατανάλωση ενέργειας οπίσθιου φωτισμού:
Ο οπίσθιος φωτισμός είναι η κύρια μεταβλητή που επηρεάζει την κατανάλωση ενέργειας της τμηματοποιημένης οθόνης LCD. Η κατανάλωση ενέργειας ενός μόνο σφαιριδίου LED είναι περίπου 15 mA. Εάν 10 σφαιρίδια συνδέονται παράλληλα σε μια οθόνη 5 ιντσών, η κατανάλωση ενέργειας οπίσθιου φωτισμού μπορεί να φτάσει τα 150 mA. Ωστόσο, μέσω του σχεδιασμού ενός ημιδιαφανούς και ημιανακλαστικού πολωτή, η οθόνη μπορεί να απενεργοποιήσει τον οπίσθιο φωτισμό όταν το φως του περιβάλλοντος είναι επαρκές, βασιζόμενος μόνο στο ανακλώμενο φως για προβολή. Αυτή τη στιγμή, η κατανάλωση ενέργειας είναι ίδια με αυτή της λειτουργίας χωρίς οπίσθιο φωτισμό.
2, Πρόκληση κατανάλωσης ενέργειας μεγάλης-τμηματοποιημένης οθόνης LCD: οριακό αποτέλεσμα επέκτασης μεγέθους
Όταν το μέγεθος της τμηματοποιημένης οθόνης LCD επεκτείνεται από το παραδοσιακό μικρό μέγεθος σε πάνω από 5 ίντσες, η αλλαγή στην κατανάλωση ενέργειας πρέπει να αξιολογηθεί από τις ακόλουθες προοπτικές:
Περιοχή οθόνης LCD και φορτίο οδήγησης:
Οι μεγάλες οθόνες απαιτούν περισσότερα τμήματα προγραμμάτων οδήγησης (όπως η επέκταση από 32 τμήματα σε 128 τμήματα), αλλά η κατανάλωση ενέργειας των IC προγραμμάτων οδήγησης δεν αυξάνεται γραμμικά. Για παράδειγμα, όταν το HT1621 οδηγεί 128 τμήματα, η κατανάλωση στατικής ισχύος αυξάνεται μόνο από 100 μ A σε 120 μ A, με περιορισμένη ενίσχυση. Το κλειδί βρίσκεται στην επιλογή της μεθόδου οδήγησης: η χρήση δυναμικής σάρωσης οδήγησης μπορεί να μειώσει το στιγμιαίο ρεύμα, ενώ η στατική οδήγηση απαιτεί υψηλότερο ρεύμα αιχμής.
Η εκθετική αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας οπίσθιου φωτισμού:
Η κατανάλωση ενέργειας οπίσθιου φωτισμού είναι ευθέως ανάλογη με τον αριθμό των τσιπ LED. Εάν μια οθόνη 5 ιντσών χρησιμοποιεί οπίσθιο φωτισμό LED (όπως 8 τσιπ LED), η κατανάλωση ενέργειας είναι περίπου 120 mA. ενώ ένας οπίσθιος φωτισμός πλήρους συστοιχίας (όπως 32 τσιπ LED) μπορεί να καταναλώσει έως και 480 mA. Σε αυτό το σημείο, η κατανάλωση ενέργειας οπίσθιου φωτισμού μπορεί να υπερβαίνει το άθροισμα του προγράμματος οδήγησης LCD και του IC του προγράμματος οδήγησης, καθιστώντας τον κυρίαρχο παράγοντα στην κατανάλωση ενέργειας του συστήματος.
Μείωση της αποτελεσματικότητας πολυπλεξίας:
Οι οθόνες LCD με κωδικό τμήματος μικρού μεγέθους χρησιμοποιούν συνήθως πολυπλεξία 4:1 ή 8:1, αλλά για οθόνες-μεγάλου μεγέθους, η αναλογία πολυπλεξίας μπορεί να μειωθεί στο 2:1 λόγω αύξησης του αριθμού των τμημάτων, με αποτέλεσμα την αύξηση της συχνότητας λειτουργίας του IC του προγράμματος οδήγησης και της κατανάλωσης στατικής ισχύος. Για παράδειγμα, μια συγκεκριμένη οθόνη LCD 7 ιντσών αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας του IC του προγράμματος οδήγησης από 80 μ A σε 150 μ A σε πολυπλεξία 2:1.
3, Προσαρμογή σεναρίου εφαρμογής: Καθιστικός μεγάλου μεγέθους-τμηματοποιημένης οθόνης LCD
Αν και μεγάλου μεγέθους-τμηματοποιημένες οθόνες LCD αντιμετωπίζουν προκλήσεις όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας με οπίσθιο φωτισμό, εξακολουθούν να μην αντικαθίστανται σε συγκεκριμένα σενάρια:
Όργανα και βιομηχανικός εξοπλισμός εξωτερικού χώρου:
Σε σενάρια όπως μετρητές νερού και ηλεκτρισμού με ηλιακή ενέργεια, η ημιδιαφανής και ημιανακλαστική τμηματοποιημένη οθόνη LCD μπορεί να απενεργοποιήσει εντελώς τον οπίσθιο φωτισμό και να βασίζεται στο φως του περιβάλλοντος για την προβολή. Για παράδειγμα, ένας συγκεκριμένος ηλιακός μετρητής νερού 5 ιντσών υιοθετεί έναν ανακλαστικό σχεδιασμό, ο οποίος δεν απαιτεί αντικατάσταση μπαταρίας κατά τη διάρκεια ζωής του 10 ετών και η κατανάλωση ενέργειας της μονάδας LCD αντιστοιχεί μόνο στο 5% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας του συστήματος.
Απαιτήσεις εμφάνισης ενημέρωσης χαμηλής συχνότητας:
Σε σενάρια όπως καταγραφείς θερμοκρασίας και υγρασίας, συσκευές παρακολούθησης περιβάλλοντος κ.λπ., το περιεχόμενο της οθόνης ενημερώνεται μόνο πολλές φορές την ώρα. Σε αυτό το σημείο, η δυναμική κατανάλωση ενέργειας του IC του προγράμματος οδήγησης μπορεί να αγνοηθεί και η συνολική κατανάλωση ενέργειας του συστήματος καθορίζεται από τον οπίσθιο φωτισμό. Εάν χρησιμοποιείται ο οπίσθιος φωτισμός αυτόματης ρύθμισης ανίχνευσης φωτός, ο οπίσθιος φωτισμός μπορεί να απενεργοποιηθεί κατά τη διάρκεια της ημέρας και να λειτουργεί σε χαμηλή φωτεινότητα (όπως 5 mA) τη νύχτα, επεκτείνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
Εφαρμογές ευαίσθητες στο κόστος:
Το πλεονέκτημα κόστους της-τμηματοποιημένης οθόνης LCD μεγάλου μεγέθους υπερβαίνει κατά πολύ αυτό της TFT-LCD ή της OLED. Για παράδειγμα, μια τμηματοποιημένη μονάδα LCD 5{5} ιντσών κοστίζει περίπου 8 $, ενώ μια μονάδα TFT-LCD ίδιου μεγέθους κοστίζει πάνω από 20 $. Σε σενάρια όπως οι έξυπνοι ελεγκτές γεωργικών προϊόντων και ο ιατρικός εξοπλισμός χαμηλής ποιότητας, η στρατηγική προτεραιότητας κόστους καθιστά την τμηματοποιημένη οθόνη LCD την προτιμώμενη επιλογή.
