Fonaments tècnics del consum de LCD: molècula de cristall líquid - disseny de circuits.
El consum d'energia principal de la pantalla LCD (pantalla de cristall líquid) prové de tres parts
Les molècules de cristall líquid condueixen la llum amb voltatge a través del camp. El seu corrent d'accionament només necessita un ordre de magnitud de microamperes (μA/cm²), de manera que es tracta d'un equip de baixa-tensió-baixa-potència. Igual que la part de conducció de cristall líquid d'un mòdul LCD TFT de 3.5 - polzades - utilitza només uns 40 mW.
Sistema de retroil·luminació: la pantalla LCD actual requereix un sistema de retroil·luminació LED i consumeix com a màxim un 60%- 80% d'energia. Si acabem de tenir en compte el model de tres-i-i-mitja polzades, aquesta matriu de LED de retro-LED-consumeix com entre-cent-vint i un-cent{-la potència real és la major part dels seixanta miliwatts.
El circuit del controlador consta de: el controlador de la porta (+ -10 V HV), el controlador de font (3. 3 V) i el circuit de gestió d'energia, que depèn del disseny del circuit per al consum d'energia. Esquema de bomba de càrrega tradicional: 40% - 60% i el convertidor de CC-CC extern és del 85%+.
Anàlisi típica de l'abast i de la caixa del consum d'energia de l'instrument industrial LCD
Pantalla de codi de segment de -mida petita (menys o igual a 2,8 polzades).
Interval de consum d'energia: 0,1 mW – 10 mW (estàtica).
Exemples d'aplicació: mesurador de potència i controlador de temperatura
Cas: un mesurador de potència multifuncional de 96 * 96 amb una sola fase té una utilització de potència d'entrada inferior a 0,1 VA (al voltant de 0,1 mW) per fase; quan fa ús de la tecnologia LCD reflectant, mostra bé les coses fins i tot fora de l'entorn brillant i no ha de brillar per si mateix.
Pantalla de matriu-de punts de mida mitjana (3,5 – 7 polzades)
Interval de consum d'energia: 100 mW - 500mW (pantalla dinàmica)
S'utilitza habitualment per a l'aplicació: HMI, interfície humà-màquina; Tauleta industrial.
Caixa: mòdul TFT-LCD de 3,5-polzades amb un corrent de funcionament de 60 mA amb una font d'alimentació de 3,3 V que consumeix un total de 198 mW de potència; dins del qual la llum de fons és de 160 mW, el controlador és de 40 mW i la comunicació de la interfície ocupa totes les altres parts.
Big-sized high-res screen (>10 polzades)
El rang d'ús de PWR del dispositiu és d'entre 1 i 50 watts, això significa 50 watts en mode de llum plena.
Les aplicacions típiques serien en un centre de monitorització, i en les consoles de control de línies de producció automàtiques.
El cas és que tindria una pantalla LCD de grau industrial de 15,6 polzades amb una resolució de 1920 x 1080 que ha utilitzat una gamma completa de retroil·luminació LED juntament amb un màxim. El requeriment de potència és de 45 W. Utilitzant aquesta tecnologia d'atenuació dinàmica, el que realment veiem allà es redueix a uns 15 w.
Anàlisi dels factors més importants que influeixen en l'ús d'energia de Lcdis.
Mida i resolució de la pantalla
Impacte de la resistència del cable: està format per una línia de conductor transparent (ITO), ja que augmenta més la longitud del cablejat, la qual cosa també fa més pèrdua de resistència del cable. Com si la meva pantalla de 10 polzades utilitza una resistència de cablejat que podria ser el doble del que faria servir una de 5 polzades, es necessita més potència de conducció.
El requisit de llum de fons és el següent: Les pantalles d'alta definició tenen un millor resultat quan la font de llum és més alta. Segons dades experimentals, si augmentem la nostra resolució des de 800 x 480 fins a aquest territori de 1920 x 1080, es necessitarà al voltant d'aquest 120 per cent d'energia en la potència de la il·luminació posterior.
retroil·luminació, tipus i tecnologia.
Relació de consum d'energia del tipus de retroil·luminació i escenaris d'aplicació d'optimització d'eficiència energètica.
Reflexionat<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
Transparent: panell de control industrial 20-40% amb entorn barrejat amb llums LED de font de llum ambiental
A continuació, les pantalles de monitorització interiors totalment transparents del 60 al 80% utilitzen mini led o punt quàntic.
L'avenç tecnològic és el nou Dynamic Dimming: la llum de fons canvia en funció de la intensitat de la llum que detecta un sensor d'ambient com per exemple el BH1750. Només agafant un petit estoig de 1000 lux, la pantalla es va augmentar automàticament al 80% de la brillantor des d'una caiguda de 50 lux i quan es va reduir al 25% a 50 lux, això va produir només una baixada mitjana ràpida de l'ús d'energia d'un 40%.
Disseny del circuit del controlador
Opció per a l'arquitectura de potència: les solucions més antigues utilitzaven bombes de càrrega per augmentar la tensió i això és un malbaratament. Els dissenys moderns utilitzen convertidors de CC-CC externs com TPS61040 per augmentar el 3. 3 V a 5 V i després obtenir el ± 10 V mitjançant un mòdul de bomba-de càrrega amb una eficiència global superior al 85%.
Mode de repòs intel·ligent: l'MCU detectarà si s'ha dut a terme alguna acció durant un interval de temps determinat amb una espera de 30 segons abans d'entrar en mode de repòs, llavors l'AVDD, VGH/VGL s'eliminarà el poder. El consum d'energia en espera es redueix a menys de 0,1 mW.
Estratègia d'optimització del consum d'energia en escenaris industrials.
Estructura d'estalvi-d'energia{0}}del sistema
Control de la llum de fons: utilitzeu una regulació PWM d'1 kHz per reduir el parpelleig i minimitzar l'EMI. El mapa d'il·luminació-s'utilitza per ajustar l'atenuació.
Tecnologia d'actualització de la regió: defineix una manera de marcar la regió "bruta" perquè canviem només les coses que s'han alterat. Per exemple, si considerem que, des del punt de vista industrial, la desglossem com a secció de barra de títol, la part de l'àrea de dades, la nostra darrera contindria la nostra part de la barra d'estat que, en aquest escenari, es podria actualitzar individualment, reduint així els nivells de consum global d'energia per a l'operació d'actualització en aproximadament 30+ punts percentuals.
Gestió del temps d'alimentació: durant el procés d'activació de la pantalla LCD, hem d'esperar entre 100 i 120 ms perquè la potència s'estabilitzi per evitar el "retard de la pantalla negra" i millorar el temps necessari per al període d'activació -per sota dels 50 ms.
I Innovacions en Materials i Processos
Vidre ITO de baixa impedància: dopa ions metàl·lics (plata per exemple), per reduir la resistència de pel·lícula fina ITO, de 100 Ω/□a 50Ω/□ i reduir el consum d'energia de conducció un 15%.
Placa de guia de llum estructurada amb microprismes: la matriu de microcandes en forma de V augmenta l'ús de la llum LED des del 60% - 85% i redueix el nombre. de led necessari per als mateixos lúmens en un 30%.
Normes del sector i certificació d'eficiència energètica
L'estàndard internacional: IEC 62301 "Mètode de mesura per a c ons umpció de potència tandb i per a l'operació d'opcions", estableix que el mode de repòs de la pantalla LCD industrial consumeix Menys o igual a 0. 5 W i el seu mode apagat consumeix Menys o igual a 0. 4 W.
L'estàndard nacional: GB21520 "Límits i graus d'eficiència energètica per a pantalles d'ordinador" estableix que el consum d'energia en repòs de les pantalles LCD industrials d'alt rendiment ha de ser inferior o igual a 0,8 W, i el consum d'energia quan està apagat no ha de superar els 0,6 W.
