1, הרכב צריכת החשמל של LCD מפולח: היתרון המרכזי נובע מהעיקרון הטכני
צריכת החשמל של LCD מפולח מגיעה בעיקר משלושה חלקים: זרם הסטת מולקולת גביש נוזלי, צריכת חשמל סטטית של IC מניע וצריכת חשמל של תאורה אחורית (אם מופעלת). היתרון המרכזי שלו טמון במאפייני ההנעה של השדה החשמלי של חומרים גבישים נוזליים עצמם - יש צורך רק בזרם ברמת מיקרואמפר כדי לשנות את סידור מולקולות הגביש הנוזלי ולהשיג החלפת מצב תצוגה.
צריכת חשמל לדרייבר LCD:
המתח הדרוש להסטת מולקולת הגביש הנוזלי הוא בדרך כלל 3.3V-5V, והזרם הוא רק 5-10 μA. תכונה זו הופכת את צריכת החשמל שלה לנמוכה בהרבה מטכנולוגיות תצוגה פולטות אור אקטיביות כגון LED ו-OLED במצב ללא תאורה אחורית. לדוגמה, LCD מסויים מפולח בגודל 5 אינץ' דורש זרם של 0.57 מיקרומטר בלבד (במצב הנעה של חלוקת מתח של קבלים בשבב כבוי) עבור תצוגה סטטית, ובשילוב עם MCU בעל הספק נמוך, ניתן לשלוט בזרם המערכת הכולל בתוך 2.2 מיקרומטר A.
צריכת חשמל IC של מנהל ההתקן:
צריכת החשמל הסטטית של שבבי מנהלי התקן LCD עם קוד מקטע ייעודי (כגון HT1621) היא בדרך כלל מתחת ל-100 מיקרומטר A, בעוד שבאמצעות טכנולוגיית ריבוי (כגון ריבוי 4:1), זמן אספקת החשמל בפועל של כל מקטע מהווה רק 25%, מה שמפחית עוד יותר את צריכת החשמל הדינמית. עיצוב זה מאפשר LCD מפולח בגודל- גדול כדי לשמור על מאפייני צריכת חשמל נמוכה גם בעת נהיגה בתבניות מורכבות.
צריכת חשמל של תאורה אחורית:
תאורה אחורית היא המשתנה העיקרי המשפיע על צריכת החשמל של LCD מפולח. צריכת החשמל של חרוז LED בודד היא כ-15mA. אם 10 חרוזים מחוברים במקביל על מסך 5 אינץ', צריכת החשמל של התאורה האחורית יכולה להגיע ל-150mA. עם זאת, באמצעות העיצוב של מקטב חצי שקוף וחצי רפלקטיבי, המסך יכול לכבות את התאורה האחורית כאשר אור הסביבה מספיק, תוך הסתמכות רק על אור מוחזר לתצוגה. בשלב זה, צריכת החשמל זהה לזו של מצב ללא תאורה אחורית.
2, אתגר צריכת החשמל של LCD מפולח בגודל- גדול: אפקט גבול של הרחבת גודל
כאשר הגודל של LCD מפולח מתרחב מגודל קטן מסורתי ליותר מ-5 אינץ', יש להעריך את השינוי בצריכת החשמל מנקודות המבט הבאות:
אזור פאנל LCD ועומס נהיגה:
מסכים גדולים דורשים יותר מקטעי דרייברים (כגון התרחבות מ-32 מקטעים ל-128 מקטעים), אך צריכת החשמל של ICs של מנהלי התקנים אינה עולה באופן ליניארי. לדוגמה, כאשר HT1621 מניע 128 מקטעים, צריכת החשמל הסטטית רק עולה מ-100 מיקרומטר A ל-120 מיקרומטר A, עם הגברה מוגבלת. המפתח טמון בבחירת שיטת הנהיגה: שימוש בנהיגה בסריקה דינמית יכול להפחית זרם מיידי, בעוד נהיגה סטטית דורשת זרם שיא גבוה יותר.
הגידול האקספוננציאלי של צריכת החשמל של תאורה אחורית:
צריכת החשמל של התאורה האחורית עומדת ביחס ישר למספר שבבי LED. אם מסך בגודל 5 אינץ' משתמש בתאורת LED אחורית קצה (כגון 8 שבבי LED), צריכת החשמל היא כ-120mA; בעוד שתאורה אחורית של מערך מלא (כגון 32 שבבי LED) יכולה לצרוך עד 480mA. בשלב זה, צריכת החשמל של התאורה האחורית עשויה לעלות על הסכום של מנהל ההתקן של ה-LCD וה-IC של מנהל ההתקן, מה שהופך לגורם הדומיננטי בצריכת החשמל של המערכת.
הנחתה של יעילות ריבוי:
מסכי LCD עם קוד מקטע בגודל קטן משתמשים בדרך כלל בריבוי של 4:1 או 8:1, אך עבור מסכים גדולים בגודל-, יחס הריבוי עשוי לרדת ל-2:1 עקב עלייה במספר המקטעים, וכתוצאה מכך לעלייה בתדירות הפעולה של IC הדרייבר וצריכת חשמל סטטית. לדוגמה, LCD פלח מסוים בגודל 7 אינץ' מגדיל את צריכת החשמל של ה-Driver IC מ-80 μ A ל-150 μ A תחת ריבוי 2:1.
3, התאמת תרחיש יישומים: מרחב מחיה של LCD מפולח בגודל- גדול
למרות שמסכי LCD מפולחים בגודל-גדולים מתמודדים עם אתגרים בצריכת החשמל של תאורה אחורית, עדיין אין להם תחליף בתרחישים ספציפיים:
מכשירים חיצוניים וציוד תעשייתי:
בתרחישים כמו מדי מים וחשמל המופעלים על ידי שמש, LCD מפולח למחצה שקוף חצי רפלקטיבי יכול לכבות לחלוטין את התאורה האחורית ולהסתמך על אור הסביבה לתצוגה. לדוגמה, מד מים סולארי מסוים בגודל 5 אינץ' מאמץ עיצוב רעיוני, שאינו דורש החלפת סוללה במהלך 10 שנות חייו, וצריכת החשמל של כונן ה-LCD מהווה רק 5% מצריכת החשמל הכוללת של המערכת.
דרישות תצוגת עדכון בתדירות נמוכה:
בתרחישים כמו מקליטי טמפרטורה ולחות, מכשירי ניטור סביבתיים וכו', תוכן המסך מתעדכן מספר פעמים בשעה בלבד. בשלב זה, ניתן להתעלם מצריכת החשמל הדינמית של IC הנהג, וצריכת החשמל הכוללת של המערכת נקבעת על ידי התאורה האחורית. אם נעשה שימוש בתאורה אחורית לכוונון אוטומטי של חישת האור, ניתן לכבות את התאורה האחורית במהלך היום ולהפעיל אותה בבהירות נמוכה (כגון 5mA) בלילה, ולהאריך משמעותית את חיי הסוללה.
יישומים רגישים לעלות:
יתרון העלות של LCD מפולח בגודל- גדול בהרבה על זה של TFT-LCD או OLED. לדוגמה, מודול LCD מפולח בגודל 5-אינץ' עולה כ-$8, בעוד שמודול TFT-LCD באותו גודל עולה מעל $20. בתרחישים כמו בקרים חקלאיים חכמים וציוד רפואי נמוך, אסטרטגיית עדיפות העלות הופכת את ה-LCD המפולח לבחירה המועדפת.
