一, eðlisfræðilegur kjarni orkunotkunar í skiptum LCD: örorkunotkunarkerfi knúið áfram af rafsviði
Skjáreglan um hluti LCD er byggð á ljóseiginleikabreytingum fljótandi kristalsameinda undir virkni rafsviðs. Kjarnabygging þess samanstendur af tveimur lögum af gagnsæjum rafskautum (ITO gleri), fljótandi kristallagi, skautunarfilmu og þéttiefni. Þegar riðstraumsmerki sem fer yfir viðmiðunarspennu (venjulega 3-5V) er beitt á milli rafskautanna, snýst stefnumótun fljótandi kristal sameindanna og breytir sendingu til að ná fram skjá. Þetta ferli krefst aðeins míkróamperstraums til að viðhalda rafsviðinu og orkunotkunin kemur aðallega frá þremur þáttum:
Skautunartap á fljótandi kristallagi: Rafmagnstapið sem myndast þegar fljótandi kristalsameindir snúast, með dæmigert gildi um það bil 2-5 μ A/cm ².
Rafleiðnistap rafskauta: Viðnám ITO glers (um 10 ⁻⁴Ω· cm) veldur því að veikur straumur fer í gegnum og orkunotkunin er í réttu hlutfalli við skjásvæðið.
Statískt tap í drifrásum: þar með talið lekastraumur forspennuskilaviðnáma og þétta, venjulega minni en 1 μA.
Raunveruleg mæligögn: 3,2-tommu hluti LCD-skjárinn sem notaður er í ákveðnum iðnaðarhitastýringu hefur heildaraflnotkun upp á 8,7 μ A mæld með hánákvæmni ampermæli þegar hann er sýndur á kyrrstöðu við 25 gráður, þar sem fljótandi kristallagið er 6,2 μ A og drifrásin fyrir 2,5 μ.
2, The Power Game of Backlight Systems: Listin að koma jafnvægi á birtustig og orkunotkun
Þrátt fyrir að orkunotkun hluta LCD-skjásins sé mjög lág, er oft nauðsynlegt að útbúa baklýsingukerfi í hagnýtum forritum til að mæta skjákröfum í dimmu umhverfi. Rafmagnsnotkun baklýsingarinnar ræðst af fjölda LED perla, tengiaðferð og akstursstraum:
Dæmigert færibreytugildi og áhrif á orkunotkun
Straumur einnar LED er 15mA (@ 3,2V). Fyrir hverja viðbótar samhliða tengda LED eykst orkunotkunin um 15mA
Með því að fjölga raðþrepum 2-6 getur það dregið úr akstursspennu
Vinnulotustilling 10% -100%, birta í réttu hlutfalli við orkunotkun
Tilviksgreining: Tiltekið iðnaðar HMI tæki notar 6 LED í samhliða baklýsingu og mæld orkunotkun við 50% birtustig er 45mA (6 × 15mA × 50%). Ef við skiptum yfir í raðtengingu með 3 ljósdíóðum er hægt að minnka orkunotkunina niður í 22,5mA (3 × 15mA × 50%) við sömu birtustig, en þörf er á auknu hringrás.
3, Djúp áhrif akstursáætlana á orkunotkun: bjartsýni leið frá viðnámsspennuskiptingu til hleðsludælu
Hönnun ökumannsrásar á hluta LCD ákvarðar beint heildarorkunotkun kerfisins. Algengar lausnir eru:
1. Viðnámsspennuskiptidrif
Meginregla: MCU aflgjafaspennu er skipt í hlutdrægni sem krafist er af LCD (eins og VDD/2, VDD/3) í gegnum viðnámsnet.
Orkunotkun: Stöðugur lekastraumur er um 5-10 μ A, en orkutap stafar af viðnámshitun.
Viðeigandi aðstæður: Iðnaðarbúnaður með litlum tilkostnaði og lágum kröfum um nákvæmni skjásins.
Raunverulegt prófunartilvik: Snjallmælir notar viðnámsspennuskiptingu til að keyra 8-bita hlutakóða LCD, með heildaraflnotkun upp á 18 μ A undir 5V aflgjafa (LCD líkami 8 μ A+spennuskiptisviðnám 10 μ A).
2. Rafrýmd spennuskiptidrif
Meginregla: Að nýta hleðslu- og afhleðslueiginleika þétta til að mynda hlutspennu, með lægri tap en viðnámsspennuskiptingu.
Orkunotkun: Stöðugur lekastraumur<1 μ A, driving efficiency increased by 60%.
Viðeigandi atburðarás: Færanlegar iðnaðarskautar knúnar af rafhlöðum.
Tæknibylting: Handheld gasskynjari notar rafrýmd spennuskiptadrif til að ná 12 klukkustunda samfelldri notkun undir 3,3V aflgjafa (rafhlöðugeta 2200mAh).
3. Hleðsludæla auka drif
Meginregla: Aukið lágspennu í nauðsynlega hlutspennu (eins og 12V) á LCD-skjánum í gegnum rofaþétta hringrás.
Orkunotkun: Umbreytingarnýtingin getur náð 85%, en hún krefst viðbótarnotkunar á MCU auðlindum.
Viðeigandi aðstæður: Háspennuknúinn breitt hitasviðskóði LCD (-40 gráður ~ 85 gráður).
Iðnaðarviðmið: Siemens S7-1200 röð PLC notar hleðsludæludrif, sem getur samt haldið kyrrstöðu orkunotkun upp á 5 μA í -20 gráðu umhverfi.
4, Hagræðing á orkunotkun í dæmigerðum umsóknaraðstæðum
1. Iðnaðartæki: Jafnvægi á milli μ A kyrrstöðuskjás og mA kraftmikilla endurnýjunar
Í tækjum eins og þrýstisendingum og flæðimælum, þurfa hlutakóða LCD-skjáir að sýna mæligildi í langan tíma. Hagræðingaráætlunin inniheldur:
Með því að nota hugsandi skautunarfilmu er algjörlega slökkt á baklýsingunni (orkunotkun minnkar um 100%).
Við kraftmikla endurnýjun eru aðeins breyttir hlutir uppfærðir og mæld orkunotkun eykst úr kyrrstöðu 8 μ A í 12 μ A (hækkun um 50%).
2. Lækningabúnaður: tvíþættar takmarkanir á lítilli orkunotkun og mikilli áreiðanleika
Í færanlegum hjartalínuritum verður hluti LCD að uppfylla eftirfarandi kröfur:
5 ára endingartími rafhlöðu: Með hléum skjástefnu (skjár í 1 sekúndu/svefn í 9 sekúndur) minnkar meðalorkunotkun í 1,2 μA.
Rafsegulsamhæfni: Samþykkja rafrýmd spennuskiptingardrif til að forðast hávaðatruflun af völdum viðnámsspennuskiptingar.
3. Smart Home: Fullkomin hagræðing á kostnaði og orkunotkun
Í greindar hitastillinum þarf hluti LCD að ná:
Kostnaðarstýring innan $0,5: Notkun viðnámsspennuskilardrifs, fórnar 5 μA orkunotkun í skiptum fyrir 40% kostnaðarlækkun.
Aðlögunarhæfni við lágt hitastig: Notaðu hleðsludæludrif til að tryggja eðlilega skjá við -30 gráður.
