Τεχνική βάση κατανάλωσης LCD: Μόριο υγρών κρυστάλλων – σχεδιασμός κυκλώματος.
Η κύρια κατανάλωση ενέργειας της LCD (οθόνη υγρών κρυστάλλων) προέρχεται από τρία μέρη
Τα μόρια υγρών κρυστάλλων οδηγούν το φως με τάση μέσω πεδίου. Το ρεύμα κίνησης του χρειάζεται απλώς μικρο-αμπέρ τάξης μεγέθους (μA/cm²), επομένως πρόκειται για εξοπλισμό χαμηλής-τάσης-χαμηλής-χαμηλής ισχύος. Όπως το τμήμα οδήγησης υγρών κρυστάλλων μιας μονάδας LCD 3.5 - ιντσών TFT - χρησιμοποιεί μόνο περίπου 40 mW.
Σύστημα οπίσθιου φωτισμού: Η σημερινή οθόνη LCD απαιτεί σύστημα οπίσθιου φωτισμού LED-και καταναλώνει μέγιστη ισχύ 60%- 80%. Αν απλώς λάβαμε υπόψη το μοντέλο των τριών-και-μιας-μισής ίντσας, αυτή η συστοιχία LED πίσω-φωτεινής LED- καταναλώνει κάπου μεταξύ 1-εκατόν{{10}είκοσι και ενός{{11}εκατό{12}}εκατό{12}}εκεί που στην πραγματικότητα η ισχύς είναι εξήντα.
Το κύκλωμα οδήγησης αποτελείται από: πρόγραμμα οδήγησης πύλης (+ -10 V HV) , πρόγραμμα οδήγησης πηγής (3. 3 V) και κύκλωμα διαχείρισης ισχύος, το οποίο εξαρτάται από τη σχεδίαση του κυκλώματος για κατανάλωση ενέργειας. Παραδοσιακό σχέδιο αντλίας φόρτισης: 40% – 60% και εξωτερικός μετατροπέας DC-Ο μετατροπέας DC είναι 85%+.
Τυπική ανάλυση εύρους και περίπτωσης κατανάλωσης ενέργειας LCD βιομηχανικών οργάνων
Οθόνη κωδικού τμήματος μικρού μεγέθους- ( Μικρότερο ή ίσο με 2,8 ίντσες ).
Εύρος Κατανάλωσης Ισχύος: 0,1mW – 10mW (στατική).
Παραδείγματα εφαρμογών: Μετρητής ισχύος και ελεγκτής θερμοκρασίας
Περίπτωση: Ένας πολυλειτουργικός μετρητής ισχύος 96*96 με μία μόνο φάση έχει κατανάλωση ισχύος εισόδου κάτω από 0,1 VA (περίπου 0,1 mW) ανά φάση. όταν κάνει χρήση της ανακλαστικής τεχνολογίας LCD, δείχνει καλά τα πράγματα ακόμα και έξω από το φωτεινό περιβάλλον και δεν χρειάζεται να λάμπει από μόνο του.
Μεσαίου μεγέθους κουκκίδα-οθόνη μήτρας (3,5 – 7 ίντσες)
Εύρος κατανάλωσης ενέργειας: 100 mW - 500mW (δυναμική οθόνη)
Συνήθως χρησιμοποιείται για την εφαρμογή: HMI, Ανθρώπινη-Διεπαφή μηχανής. Βιομηχανικός Υπολογιστής Tablet.
Περίπτωση: Μονάδα TFT-LCD 3,5- ιντσών με λειτουργικό ρεύμα 60 mA σε τροφοδοτικό 3,3 V που καταναλώνει συνολικά 198 mW ισχύος. εντός των οποίων ο οπίσθιος φωτισμός είναι 160 mW, ο οδηγός είναι 40 mW και η επικοινωνία διασύνδεσης καταλαμβάνει όλα τα άλλα μέρη.
Big-sized high-res screen (>10 ίντσες)
Το εύρος χρήσης PWR για τη συσκευή είναι μεταξύ 1-50 Watt, αυτό σημαίνει 50 Watt όταν βρίσκεται σε λειτουργία πλήρους φωτισμού.
Οι τυπικές εφαρμογές θα ήταν σε ένα κέντρο παρακολούθησης και στις κονσόλες ελέγχου για αυτόματες γραμμές παραγωγής.
περίπτωση είναι ότι θα είχε μια οθόνη LCD βιομηχανικής ποιότητας 15,6 ιντσών σε ανάλυση 1920 x 1080, η οποία έχει χρησιμοποιήσει μια πλήρη σειρά οπίσθιου φωτισμού LED μαζί με μέγιστο. η απαίτηση ισχύος είναι 45w. Χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία δυναμικής μείωσης της έντασης, αυτό που πραγματικά βλέπουμε εκεί μειώνεται σε περίπου 15 W.
Ανάλυση των σημαντικότερων παραγόντων που επηρεάζουν τη χρήση ισχύος του Lcdis.
Μέγεθος και ανάλυση οθόνης
Κρούση αντίστασης καλωδίου: Είναι φτιαγμένο με διαφανή γραμμή αγωγού (ITO), καθώς μεγαλώνει, τόσο μεγαλώνει το μήκος της καλωδίωσης, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη απώλεια αντίστασης καλωδίου επίσης. Όπως αν η οθόνη 10 ιντσών μου χρησιμοποιεί αντίσταση καλωδίωσης, η οποία μπορεί να είναι διπλάσια από αυτή που θα χρησιμοποιούσε μια 5 ιντσών, απαιτείται περισσότερη ισχύς οδήγησης.
Η απαίτηση οπίσθιου φωτισμού είναι η εξής: Οι οθόνες υψηλής ευκρίνειας έχουν καλύτερο αποτέλεσμα όταν υπάρχει υψηλότερη πηγή φωτός. Σύμφωνα με πειραματικά δεδομένα, αν αυξήσουμε την ανάλυσή μας από 800 x 480 σε αυτήν την περιοχή 1920 x 1080, θα πάρει κάπου αυτό το 120 τοις εκατό της ενέργειας σε ισχύ οπίσθιου φωτισμού.
οπίσθιος φωτισμός, τύπος και τεχνολογία.
Σενάρια εφαρμογής για αναλογία κατανάλωσης ενέργειας τύπου οπίσθιου φωτισμού και βελτιστοποίηση ενεργειακής απόδοσης.
αντανακλάται<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
Διαφανές: 20-40% βιομηχανικός πίνακας ελέγχου με περιβάλλον αναμεμειγμένο με φώτα LED πηγής φωτός περιβάλλοντος
Στη συνέχεια, οι πλήρως διαφανείς οθόνες παρακολούθησης εσωτερικού χώρου 60 – 80% χρησιμοποιούν μίνι led ή κβαντική κουκκίδα.
Η τεχνολογική καινοτομία είναι το νέο Dynamic Dimming: Ο οπίσθιος φωτισμός αλλάζει ανάλογα με την ένταση του φωτός που ανιχνεύεται από έναν αισθητήρα περιβάλλοντος όπως για παράδειγμα το BH1750. Λαμβάνοντας μόνο μια μικρή θήκη 1000 lux, η οθόνη ενισχύθηκε αυτόματα στο 80% φωτεινότητα από μια πτώση 50 lux και όταν έπεσε στο 25% στα 50 lux, αυτό απέδωσε μόλις μια γρήγορη μέση κατανάλωση ισχύος περίπου 40%.
Σχεδιασμός κυκλώματος προγράμματος οδήγησης
Επιλογή αρχιτεκτονικής ισχύος: Οι παλαιότερες λύσεις χρησιμοποιούσαν αντλίες φόρτισης για να κάνουν την υψηλότερη τάση και αυτό είναι σπατάλη. Τα μοντέρνα σχέδια χρησιμοποιούν εξωτερικούς-μετατροπείς συνεχούς ρεύματος, όπως ο TPS61040, για να ενισχύσουν το 3. 3 V σε 5 V και στη συνέχεια να λάβουν τα ± 10 V μέσω μιας μονάδας φόρτισης-αντλίας με συνολική απόδοση μεγαλύτερη από 85%.
Έξυπνη λειτουργία ύπνου: Η MCU θα αντιληφθεί εάν έχει πραγματοποιηθεί οποιαδήποτε ενέργεια σε ένα δεδομένο χρονικό διάστημα με αναμονή 30 δευτερολέπτων προτού μεταβεί σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας, τότε θα αφαιρεθεί η ισχύς των AVDD,VGH/VGL. Η κατανάλωση ρεύματος σε κατάσταση αναμονής μειώνεται κάτω από 0,1 mW.
Στρατηγική βελτιστοποίησης κατανάλωσης ενέργειας σε βιομηχανικά σενάρια.
Δομή εξοικονόμησης ενέργειας-σε επίπεδο συστήματος
Έλεγχος οπίσθιου φωτισμού: Χρησιμοποιήστε μείωση φωτισμού 1kHz PWM για να μειώσετε το τρεμόπαιγμα και να ελαχιστοποιήσετε το EMI. Ο χάρτης φωτεινότητας-φωτεινότητας χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της φωτεινότητας.
Τεχνολογία ανανέωσης περιοχής: Ορίστε έναν τρόπο επισήμανσης της "βρώμικης" περιοχής, ώστε να αλλάξουμε μόνο τα πράγματα που έχουν τροποποιηθεί. Για παράδειγμα, εάν θεωρήσουμε ότι από μια βιομηχανική πλευρά, το αναλύουμε ότι έχει τμήμα γραμμής τίτλου, το τμήμα της περιοχής δεδομένων, τότε το τελευταίο μας θα περιέχει το τμήμα της γραμμής κατάστασης, το οποίο σε αυτό το σενάριο θα μπορούσε να ανανεωθεί μεμονωμένα, μειώνοντας έτσι τη συνολική κατανάλωση ενέργειας για λόγους λειτουργίας ανανέωσης κατά περίπου 30+ ποσοστιαίες μονάδες.
Διαχείριση χρονισμού ισχύος: κατά τη διαδικασία αφύπνισης της οθόνης LCD, πρέπει να περιμένουμε 100 – 120 ms για να σταθεροποιηθεί η ισχύς, ώστε να αποφευχθεί η «καθυστέρηση της μαύρης οθόνης» και να βελτιωθεί ο χρόνος που απαιτείται για την περίοδο αφύπνισης -σε κάτω από 50 ms.
Και Καινοτομίες σε Υλικά & Διεργασίες
Γυαλί ITO χαμηλής σύνθετης αντίστασης: Προσθέστε μεταλλικό ιόν (ασήμι για παράδειγμα), για να μειώσετε την αντίσταση λεπτής μεμβράνης ITO, από 100 Ω/□ σε 50 Ω/□ και να μειώσετε την κατανάλωση ισχύος οδήγησης κατά 15%.
Πλάκα οδηγού φωτός δομημένου μικροπρίσματος: Μια συστοιχία μικροραβδώσεων σε σχήμα v αυξάνει τη χρήση φωτός led από 60% - 85% και μειώνει το όχι. led που απαιτείται για τους ίδιους αυλούς κατά 30%.
Βιομηχανικά πρότυπα και Πιστοποίηση Ενεργειακής Απόδοσης
Διεθνές πρότυπο: IEC 62301 "Measureme ntmethod for tandb ypo wer c ons umptiono fhou seh olap ha pes", δηλώνει ότι η λειτουργία αναμονής της βιομηχανικής οθόνης LCD καταναλώνει λιγότερο από ή ίσο με 0. 5 W και η κατάσταση απενεργοποίησης καταναλώνει λιγότερο από ή ίσο με 0. 4 W.
Εγχώριο πρότυπο: GB21520 "Όρια και βαθμοί ενεργειακής απόδοσης για οθόνες υπολογιστών" ορίζει ότι η κατανάλωση ενέργειας ύπνου για βιομηχανικές οθόνες LCD υψηλής απόδοσης απαιτείται να είναι μικρότερη ή ίση με 0,8 W και η κατανάλωση ενέργειας όταν είναι απενεργοποιημένες δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,6 W.
