Teknisk grundlag for LCD-forbrug: Flydende krystalmolekyle – kredsløbsdesign.
Hovedstrømforbruget for LCD (liquid crystal display) kommer fra tre dele
Flydende krystalmolekyler driver lys med spænding gennem felt. Dens drevstrøm behøver blot mikroampere størrelsesorden (μA/cm²), så dette er udstyr med lav-spænding-lav-effekt. Ligesom den flydende krystal-drivende del af et 3.5 - tommer TFT - LCD-modul bruger kun omkring 40mW.
Baggrundsbelysningssystem: Nutidens LCD kræver LED-baggrund-system og bruger maks. 60 %- 80 % strøm. Hvis vi bare tog modellen på tre-og-en-tommers model i betragtning, forbruger denne LED-bagside-lys-LED-array som et sted mellem-hundrede-tyve og ét-hundrede-tres af strømmen, der faktisk kommer i det, hvor det meste af strømmen kommer.
Driverkredsløbet består af: gatedriver (+ -10 V HV) , kildedriver (3. 3 V) og strømstyringskredsløb, som afhænger af kredsløbsdesignet for strømforbrug. Traditionelt ladepumpeskema: 40 % – 60 % og ekstern DC-DC-konverter er 85 %+.
Typisk rækkevidde og case-analyse af industriinstrument LCDs strømforbrug
Lille-segmentkodeskærm i størrelse (mindre end eller lig med 2,8 tommer).
Strømforbrugsområde: 0,1mW – 10mW (statisk).
Anvendelseseksempler: Strømmåler og temperaturregulator
Etui: En multifunktionel 96*96 strømmåler med kun én fase har en indgangseffektudnyttelse på under 0,1VA (omkring 0,1mW) pr. fase; når den gør brug af reflekterende LCD-teknologi, viser den tingene godt selv uden for det lyse miljø og behøver ikke at skinne af sig selv.
Mellemstørrelse prik-matrixskærm (3,5 – 7 tommer)
Strømforbrugsområde: 100mW - 500mW (dynamisk skærm)
Anvendes typisk til applikationen: HMI, Human-Machine Interface; Industriel tabletcomputer.
Etui: 3,5-tommer TFT-LCD-modul med en driftsstrøm på 60 mA på en 3,3V strømforsyning, der bruger i alt 198mW strøm; inden for hvilket baggrundslyset er 160 mW, driveren er 40 mW og grænsefladekommunikation optager alle andre dele.
Big-sized high-res screen (>10 tommer)
PWR-anvendelsesområde for enheden er mellem 1-50 watt, hvilket betyder 50 watt, når den er i fuld lystilstand.
De typiske applikationer vil være i et overvågningscenter og på kontrolkonsoller til automatiske produktionslinjer.
tilfældet er, at det ville have en 15,6 tommer industriel LCD-skærm med en opløsning på 1920 x 1080, som har brugt et komplet udvalg af LED-baggrundsbelysning sammen med en max. effektbehov på 45w. Ved at bruge denne dynamiske dæmpningsteknologi går det, vi faktisk ser der, ned til omkring 15W værd.
Analyse af de vigtigste faktorer, der påvirker strømforbruget af Lcdis.
Skærmstørrelse og opløsning
Trådmodstandspåvirkning: Den består af en gennemsigtig lederlinje (ITO), da den bliver større, gør den også længere ledningslængde, hvilket også gør mere ledningsmodstandstab. Som hvis min 10 tommer skærm bruger ledningsmodstand, som kan være det dobbelte af, hvad en 5 tommer ville bruge, er der brug for mere drivkraft.
Baggrundslyskravet er som følger: Højopløsningsskærme har bedre resultat, når lyskilden er højere. Ifølge eksperimentelle data, hvis vi øger vores opløsning fra 800 x 480 op i det 1920 x 1080 område, vil det tage et sted omkring disse 120 procent af energien i baggrundsbelysning.
baggrundsbelysning, type & tech.
Anvendelsesscenarier for energiforbrugsforhold og energieffektivitetsoptimering.
reflekteret<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
Gennemsigtig: 20-40% industrielt kontrolpanel med miljø blandet med LED-lys fra omgivelserne
Og så bruger fuldt gennemsigtige 60 – 80 % indendørs overvågningsskærme mini-led eller quantum dot.
Det teknologiske gennembrud er den nye Dynamic Dimming: Baggrundsbelysningen ændrer sig afhængigt af lysintensiteten, som registreres af en Ambience Sensor som for eksempel BH1750. Bare ved at tage et lille 1000lux etui blev skærmen automatisk forstærket til 80 % lysstyrke fra et fald på 50 lux, og da det faldt til 25 % ved 50 lux, gav dette blot et hurtigt gennemsnitligt fald i strømforbruget på omkring 40 %.
Driver kredsløb design
Power architechture opt.: De ældre løsninger brugte ladepumper til at lave den højere spænding, og det er spild. Moderne designs bruger eksterne DC-DC-konvertere som TPS61040 for at øge 3. 3 V til 5 V og derefter få ± 10 V via et lade-pumpemodul med en samlet effektivitet på mere end 85 %.
Intelligent dvaletilstand: MCU'en vil registrere, om en handling er blevet udført over et givet tidsinterval med 30 sekunders ventetid, før den går i dvaletilstand, så vil AVDD, VGH/VGL få deres strøm fjernet. Standby strømforbrug er bragt ned til under 0,1mW.
Strømforbrug Optimeringsstrategi i industriscenarier.
Energibesparende struktur på-systemniveau-
Baggrundslyskontrol: Brug 1kHz PWM-dæmpning for at reducere flimren og minimere EMI. Belysningsstyrken-lysstyrkekortet bruges til justering af dæmpning.
Områdeopdateringsteknologi: Definer en måde at markere "beskidte" regioner på, så vi kun ændrer ting, der er blevet ændret. Hvis vi f.eks. betragter det på en industriel side, at vi opdeler det som havende titellinjesektion, dataområdedelen og derefter vores sidste vil indeholde vores statuslinjedel, som i dette scenarie kunne opdateres individuelt og derved reducere det samlede strømforbrug til opdateringsformål med ca. 30+ procentpoint.
Styring af strømtiming: under processen med LCD-vågning skal vi vente i 100 – 120 ms på, at strømmen stabiliserer sig, så den "sort skærmforsinkelse" undgås, og forbedre den tid, der kræves for opvågningsperioden - til under 50 ms.
Og innovationer i materialer og processer
ITO-glas med lav impedans: Dope metalion (for eksempel sølv) for at sænke ITO-tyndfilmsmodstanden fra 100 Ω/□ til 50 Ω/□ og reducere drivkraftforbruget med 15 %.
Mikroprisme-struktureret lyslederplade: En v-formet microridge-array øger LED-lysforbruget fra 60 % - 85 % og reducerer antal. af LED kræves for samme lumen med 30 %.
Industristandarder og energieffektivitetscertificering
International standard: IEC 62301 "Measureme ntmethod fors tandb ypo wer c ons umptiono fhou seh lap ha pes", angiver, at industriel LCDs dvaletilstand forbruger mindre end eller lig med 0. 5 W, og dens slukkede tilstand forbruger mindre end eller lig med 0. 4 W.
Indenlandsk standard: GB21520 "Energy Efficiency Limits and Grades for Computer Displays" foreskriver, at strømforbruget i dvale for højtydende industrielle LCD'er skal være mindre end eller lig med 0,8 W, og strømforbruget, når det er slukket, må ikke overstige 0,6 W.
