המהות הפיזית של תאורה אחורית לגבי צריכת חשמל: הקשר הריבועי בין עוצמת האור לזרם.
לגבי השימוש בחשמל על ידי מערכות תאורה אחורית; יש את העקרונות הכלליים שניתן לשאוב מהפיסיקה: אם אתה מסתכל על כמה אנרגיה היא צורכת, מה שחשוב כאן הוא כמה חזק זרם המניע הולך להיות. רוב זה חל גם על תאורת LED אחורית LCD/מיני: LCD צריך מודולים של תאורה אחורית כנקודת התחלה, מיני-LED יוצרת אזורים של תאורה מבוקרת באמצעות שורות צפופות של שבבי מיקרו-LED, כך שהכמות הכוללת הנצרכת תלויה במספר המופעלים כמו גם ברמתם הנוכחית.
בדרך כלל כשאני מנגן כמה סרטוני HDR בטלוויזיית ה-LED המיני שלי בגודל 85 אינץ', אני אצרוך בערך 400 ואט אם כל מחיצת האור האחורי דולקת ורמת חום מלאה שהיא בערך 1000 ניטים. אבל ברגע שאנחנו עוברים ל-sdr ואז מעמעמים את הדברים עד לסביבות מאתיים וואט, זה יורד באופן דרמטי, בדי הרבה למעשה, אז רק בסביבות שתים עשרה עכשיו. השוואה מראה לנו עד כמה הבהירות משפיעה על השימוש בכוח.
טכנולוגיית עמעום דינמי: מניפולציה קפדנית, הנעה על פני כל הגלובוס, או ברמה הגרעינית שלו.
כדי לשבור את "צריכת חשמל גבוהה=בבהירות גבוהה", התעשייה פיתחה טכנולוגיית עמעום דינמי רב-רב-רמות שמאזנת בין בהירות וצריכת חשמל על ידי ניתוח תוכן תאורת תצוגה ותאורת סביבה בזמן אמת-.
עמעום דינמי גלובלי (LABC).
בקרת בהירות מסתגלת לאור (LABC) נשלטת על ידי בהירות הסביבה מחיישנים, ולאחר מכן התאמת הבהירות לפי אלגוריתמים אלה. לְדוּגמָה:
תרחיש סביבה חשוכה כאשר אור סביבתי < 100 לוקס בהירות התאורה האחורית תרד ל-50 ננוטים מתחת זה מפחית את הספק ב-60%
מצב אור חזק: בחוץ באור שמש ישיר, בהירות האור האחורי מוגברת מעבר ל-800nits כדי לשמור על נראות טובה של המסך.
יישום טכני: חיישן האור הופך את אות האור לחשמלי. שבב נהיגה מגלה את רמת הבהירות העדינה ביותר באמצעות חישוב PID. הוא פועל גם על מנגנון עמעום PWM. בהתבסס על נתונים מסוימים של יצרני סמארטפונים, טכנולוגיית LABC יכולה לצמצם את השימוש ב-עוצמת המסך ב-15%-20% באותו זמן, ולשפר את הראייה של אנשים על המסכים שלהם אפילו טוב יותר.
עמעום מקומי
מקור האור של LCD ומיני LED יכול להשתמש בטכנולוגיית עמעום מקומית שיכולה לגרום לתצוגה להיות בעלת ניגודיות טובה יותר של "כתמים בהירים יותר לבנים מהרגיל וכתמים כהים יותר כהים" על ידי שינוי רק חלקים מסוימים של עוצמת התאורה האחורית מבלי להשתמש יותר מדי כוח ביחד. כמו למשל:
תאורה אחורית מיני LED היא המסך המפוצל למאות עד אלף חלקים ולכל אחד מהם יש שליטה משלו על זרם הלד. הצגת סצנות שחורות יכולה לכבות את ה-LED של המחיצה התואמת כדי ליצור "שחור אמיתי" ולחסוך בחשמל.
תאורת LCD עם כניסה צדדית: באמצעות אופטימיזציה של חלוקת האור על ידי שימוש בדפוס נקודות על לוחית מנחה האור ובשילוב עם אלגוריתם עמעום דינמי להורדת התאורה האחורית כאשר היא מציגה תוכן כהה יותר.
תמיכה בנתונים: לאחר שימוש בעמעום מקומי של אזור 2000, טלוויזיית ה-LED המיני בגודל 65 אינץ' חסכה 35% יותר אנרגיה מאשר אם הייתה במצב עמעום עולמי עבור תכולת כהות גבוהה, וגם העלתה את יחס הניגודיות ב-1000000 :1.
Content Adaptive Control (CABC):优化像素级的电能消耗.
בקרת בהירות מסתגלת לתוכן (CABC) היא לבצע שליטה דינמית על עוצמת התאורה האחורית ועל גווני האפור של פיקסלים אשר תנתח את התפלגות הבהירות של התוכן המוצג ותשיג פשרה טובה בין "תמונה ללא שינוי" ו"חשמל חסך". היגיון הליבה נמצא כאן:
ניתוח תמונה: הנעת השבב לחישוב ההיסטוגרמה של התמונה ומציאת הפרופורציה של חלקים בהירים וכהים.
התאמת תאורה אחורית: הפחת את עוצמת התאורה האחורית בהתאם לפיזור הבהירות של התוכן, כמו מ-100% למטה ל-70%.
פיצוי פיקסלים: הגדל את רמות האפור של הפיקסלים כגון הגדלת (100,100,100) → (140,140,140) להבהרה עקב תאורה אחורית נמוכה יותר.
תרחיש יישום:
תמונה סטטית: תמונות/מסמכים מוצגים עם הפחתה של 30% בתאורה אחורית באמצעות CABC, אך התמונות נשארות בהירות באמצעות פיצוי פיקסלים.
וידאו דינמי: שיא הזוהר של HDR עם cabc, זה היה מגדיל אותו קצת אבל עדיין לא מעט, עבור הסצנות האלה שבהן יש הרבה פרטים אנחנו רוצים לראות יותר ואז אנחנו גם מורידים בחזרה את התאורה האחורית שלא עושה כלום.
נתוני תעשייה: לאחר שימוש בטכנולוגיית CABC, מחשב טאבלט הגולש בדפי אינטרנט משתמש ב-18% פחות אנרגיה וסרטון וידאו יעיל יותר ב-12%, המשתמש באופן סובייקטיבי לא מוצא שום בעיה באיכות.
חדשנות חומרים ומעגלים: צמצום צריכת החשמל בשורשיה.
גם חדשנות בחומרה צריכה להילקח בחשבון מלבד רק במונחים של אלגוריתמי תוכנה. התעשייה מבצעת את השיפורים שלה בצורה של הגברת יעילות האנרגיה על ידי שיפור החומר עבור התאורות האחוריות המשמשות, וכיצד הוא מיוצר ובמה נעשה שימוש.
חומר זוהר יעיל
נקודות קוונטיות: עטפו LED כחול בסרט נקודות קוונטיות כך שהוא פולט רק אורות אדומים וירוקים מאוד כדי להעלות את בהירות האור (lm/W), ולהפחית את צריכת החשמל על ידי התאורה האחורית. יעילות תאורה אחורית: לטלוויזיית LCD קוונטית-נקודה יש יעילות תאורה אחורית- גבוהה ב-25% מזו המסורתית;
שבב מיני LED: משתמש במבנה שבב Flip כך שחסימת האלקטרודה מצטמצמת ויעילות האור מוגברת. לשבב מיני LED מחברה אחת יש יעילות אור של 200lm/W שהיא 40% יותר מנורות לד רגילות.
שפר את מעגל הכונן Boost
מעגל הנעה של תאורה אחורית עם מתח מוגבר באמצעות טכנולוגיית מיתוג של ספק כוח שהיעילות שלה משפיעה על כמות הכוח הנצרכת. התעשייה תבצע אופטימיזציות מסוג זה לשיפור:
טכניקת תיקון סינכרוני-: שימוש ב-MOSFET ולא ב-Diode להפסדים נמוכים יותר, יעילות גבוהה יותר > 95%.
תדר עמעום דינמי: שנה את התדר של ה-PWM לפי הצרכים שלך, הוריד אותו עם אורות פחות בהירים, כך שתוכל להפחית את הפסדי המיתוג.
בקרת זרם חכמה: מכוונן את זרם ה-LED בזמן אמת-באמצעות לולאת משוב כדי לא לבזבז כוח מהדרכת יתר של נוריות ה-LED.
מקרה: לאחר שימוש בשבב מנהל ההתקן של GaN, יעילות כונן התאורה האחורית של טלפון חכם כלשהו עולה ל-92% מ-85% כאשר היא 500 ניטים. במקביל החיסכון בחשמל הוא בסביבות 0.3w.
