一, Optimització del disseny de maquinari: reducció de la pèrdua de corrent des de l'arrel
1. Trieu un xip de controlador de baixa-potència
El corrent de conducció de la pantalla LCD segmentada es compon principalment del consum d'energia estàtica i el consum d'energia dinàmica del xip de conducció. Tot i que els xips de controladors tradicionals (com ara HT1621) tenen un cost baix, el seu corrent estàtic és relativament elevat (uns 10 μ A @ 3 V). La nova generació de xips de controlador (com ara CXLC8963B) redueix el corrent estàtic a 0,1 μ A @ 3V integrant mòduls de gestió d'energia i circuits de polarització configurables, alhora que admet l'ajust dinàmic de cicles de treball 1/2, 1/3 o 1/4, que poden reduir el consum d'energia dinàmica en més d'un 30%. Per exemple, en aplicacions de comptadors elèctrics, CXLC8963B optimitza el disseny de la bomba de càrrega per reduir el VLCD (tensió de funcionament de cristall líquid) de 5V a 3,8V, reduint directament el corrent de conducció en un 40%.
2. Optimitzar el voltatge de polarització i la configuració del cicle de treball
El corrent de conducció del LCD segmentat està estretament relacionat amb la relació de biaix i el cicle de treball. Prenent com a exemple un cicle de treball d'1/4, si s'utilitza un disseny de polarització d'1/3, la tensió de conducció es divideix en quatre nivells (V3, V2, V1, V0). Ajustant dinàmicament la diferència de tensió entre SEG (elèctrode de segment) i COM (elèctrode comú), es pot assegurar que la diferència de tensió efectiva al segment seleccionat sigui 2/3 VLCD, en lloc de només 1/3 VLCD al segment no seleccionat. Aquest disseny no només millora el contrast, sinó que també redueix el corrent ineficaç reduint la diferència de tensió en els segments no seleccionats. Les dades reals de les proves mostren que amb la configuració de polarització d'1/4 de cicle de treball+1/3, el corrent de conducció es redueix un 25% en comparació amb l'esquema de polarització d'1/2 cicle de treball+1/2.
3. Adopció de materials de baixa resistència i optimització de la disposició
El corrent de conducció és proporcional a la resistència del circuit. En el disseny de PCB, les mesures següents poden reduir significativament les pèrdues de resistència:
L'ús de resistències d'aliatge de deriva de baixa -temperatura, com ara resistències de precisió amb una tolerància de ± 100 ppm/grau , pot reduir l'impacte dels canvis de temperatura sobre el corrent.
Adopció de la connexió Kelvin: eliminant la influència de la resistència del cablejat en la detecció de corrent i assegurant la precisió de la tensió de retroalimentació.
Optimitzeu la ruta d'alimentació: reduïu la longitud del cablejat des del VLCD al xip del controlador i reduïu la inductància paràsit. Per exemple, en un determinat projecte de termòstat intel·ligent, escurçant la longitud del cablejat VLCD de 20 mm a 5 mm, la fluctuació del corrent de conducció es va reduir de ± 15% a ± 5%.
2, Optimització de l'estratègia de conducció: ajusta dinàmicament per reduir el consum d'energia
1. La regulació PWM substitueix la regulació analògica
L'atenuació analògica tradicional aconsegueix un ajust de brillantor reduint directament el corrent de retroil·luminació LED, però pot provocar un canvi de temperatura del color i una disminució de l'eficiència. La regulació PWM controla el corrent mitjà ajustant el cicle de treball (D) del senyal d'ona quadrada. La regulació PWM té els avantatges següents:
Temperatura de color constant: manteniu una temperatura de color estable del LED per evitar la desviació del color de la pantalla.
Ampli rang d'atenuació: admet un ajust de brillantor del 0% al 100%, satisfent les necessitats d'escenes de llum forta (com ara a l'aire lliure) i febles (com ara nocturnes).
Alta eficiència: evita la pèrdua d'eficiència causada per la reducció de corrent en la regulació analògica.
En instruments industrials, l'ús d'una freqüència PWM d'1 kHz pot evitar la percepció de l'ull humà del parpelleig i reduir el consum d'energia de la llum de fons en més d'un 40%.
2. Tecnologia de conducció d'inversió de marc
La pantalla LCD segmentada ha de ser conduïda per CA per evitar "enverinament de CC" de la pantalla LCD. La conducció d'inversions de fotograma garanteix que la tensió mitjana a llarg termini- és zero canviant la polaritat de la tensió (A-B-A-B...) fotograma per fotograma. Per exemple, en fotogrames senars, s'aplica una diferència de pressió+2/3VLCD al segment seleccionat; Apliqueu una diferència de pressió de -2/3VLCD en fotogrames parells. Aquest disseny no només allarga la vida útil del cristall líquid, sinó que també redueix el corrent de conducció minimitzant la diferència de tensió ineficaç. Les dades reals de les proves mostren que la conducció de la inversió del marc pot reduir la fluctuació del corrent de conducció de ± 20% a ± 5%.
3. Ajust dinàmic del cicle de treball
L'ajust dinàmic del cicle de treball en funció del contingut mostrat pot reduir encara més el consum d'energia. Per exemple:
Visualització estàtica: quan es mostren valors fixos (com ara el temps), utilitzeu un cicle de treball d'1/4 per reduir la freqüència de refresc.
Visualització dinàmica: quan es mostren valors de desplaçament (com ara canvis de temperatura), canvieu a un cicle de treball 1/2 per augmentar la velocitat de resposta.
Un determinat projecte del quadre de comandament del cotxe va utilitzar aquesta estratègia per reduir el corrent mitjà de conducció de 120 μ A a 80 μ A, donant lloc a un augment del 33% de la durada de la bateria.
3, Cas pràctic: pràctica de baixa potència d'un termòstat industrial
Un cert termòstat industrial adopta el següent esquema per reduir el corrent de conducció de la pantalla LCD segmentada:
Maquinari: s'ha seleccionat el xip del controlador CXLC8963B, configurat amb una tensió de polarització d'1/4 de cicle de treball+1/3 i VLCD reduït a 3,8 V.
Controlador: adoptant l'atenuació PWM (1kHz) i la conducció d'inversions de fotograma, el consum d'energia de la llum de fons es redueix en un 45%.
Sistema: sensor de llum ambiental integrat per aconseguir una regulació adaptativa; En combinar el son intel·ligent i l'actualització de la partició, el corrent de funcionament mitjà s'ha reduït de 150 μA a 85 μA.
Les dades de proves reals mostren que aquesta solució allarga la durada de la bateria del dispositiu de 12 mesos a 18 mesos, complint els requisits de funcionament estable a llarg termini-de escenaris industrials.
