בסיס טכני של צריכת LCD: מולקולת גביש נוזלי - עיצוב מעגל.
צריכת החשמל העיקרית של LCD (צג גביש נוזלי) מגיעה משלושה חלקים
מולקולות גביש נוזלי מניעות אור עם מתח דרך שדה. זרם הכונן שלו צריך רק סדר גודל של מיקרו אמפר (μA/cm²), אז זהו ציוד מתח- נמוך- נמוך-. כמו החלק המניע גביש נוזלי של 3.5 - אינץ' TFT - מודול LCD משתמש רק בכ-40mW.
מערכת תאורה אחורית: LCD של היום דורשת מערכת תאורה אחורית של- LED וצורכת מקסימום 60%- 80% חשמל. אם רק היינו לוקחים בחשבון את הדגם של שלושה-ו--חצי אינץ', מערך ה-LED האחורי הזה-אור LED-צורך כמו איפשהו בין-מאה-עשרים ואחת-מאת-שישים מהכוח הזה, למעשה, היכן שמגיע רוב המיליוואט הזה.
מעגל הנהג מורכב מ: מנהל השער (+ -10 V HV) , מנהל התקן מקור (3. 3 V), ומעגל ניהול הספק, התלוי בתכנון המעגל לצריכת החשמל. ערכת משאבת טעינה מסורתית: 40% - 60% וממיר DC חיצוני- הוא 85%+.
טווח טיפוסי וניתוח מקרה של צריכת החשמל של מכשיר תעשייתי LCD
מסך קוד פלח בגודל- קטן (פחות או שווה ל-2.8 אינץ').
טווח צריכת חשמל: 0.1mW – 10mW (סטטי).
דוגמאות ליישום: מד כוח ובקר טמפרטורה
מארז:מד כוח רב תכליתי 96*96 עם פאזה אחת בלבד יש ניצול כוח כניסה של מתחת ל-0.1VA (בסביבות 0.1mW) לפאזה; כאשר הוא עושה שימוש בטכנולוגיית LCD רפלקטיבית, הוא מציג דברים היטב גם מחוץ לסביבה המוארת ואינו צריך לזרוח בעצמו.
תצוגת מטריצה בגודל בינוני-(3.5 - 7 אינץ')
טווח צריכת חשמל: 100mW - 500mW (תצוגה דינמית)
משמש בדרך כלל עבור היישום: HMI, Human-Machine Interface; מחשב טאבלט תעשייתי.
מארז: מודול TFT-LCD בגודל 3.5-אינץ' עם זרם תפעולי של 60 mA על ספק כוח של 3.3V שצורך סך של 198mW של חשמל; שבתוכו האור האחורי הוא 160mW, הנהג הוא 40mW ותקשורת הממשק תופסת את כל החלקים האחרים.
Big-sized high-res screen (>10 אינץ')
טווח השימוש של PWR במכשיר הוא בין 1-50 וואט, זה אומר 50 וואט במצב אור מלא.
היישומים האופייניים יהיו במרכז ניטור, ובקונסולות הבקרה עבור קווי ייצור אוטומטיים.
המקרה הוא שתהיה לו תצוגת LCD בדרגה תעשייתית בגודל 15.6 אינץ' ברזולוציה של 1920 x 1080 אשר השתמשה במערך מלא של תאורת LED אחורית יחד עם מקסימום. דרישת הספק היא 45w. באמצעות טכנולוגיית עמעום דינמית זו, מה שאנו רואים שם יורד לכ-15 וואט בערך.
ניתוח הגורמים החשובים ביותר המשפיעים על השימוש בכוח של Lcdis.
גודל מסך ורזולוציה
השפעת התנגדות חוט: הוא מורכב עם קו מוליכים שקוף (ITO), ככל שהוא הולך וגדל כך גם אורך החיווט גדול יותר, מה שגורם לאובדן התנגדות חוט רב יותר. כאילו אם המסך שלי בגודל 10 אינץ' משתמש בהתנגדות חיווט שיכולה להיות כפולה ממה שמשתמש ב-5 אינץ', יש צורך בכוח נהיגה נוסף.
דרישת התאורה האחורית היא כדלקמן: למסכים בחדות גבוהה יש תוצאה טובה יותר כאשר מקור אור גבוה יותר. לפי נתונים ניסיוניים, אם נגדיל את הרזולוציה שלנו מ-800 x 480 עד לשטח של 1920 x 1080, זה ייקח איפשהו בסביבות 120 אחוז האנרגיה האלה בעוצמת התאורה האחורית.
תאורה אחורית, סוג וטכנולוגיה.
יחס צריכת חשמל מסוג תאורה אחורית ותרחישי יישום ייעול יעילות אנרגיה.
משתקף<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
שקוף: 20-40% לוח בקרה תעשייתי עם סביבה מעורבת עם נורות LED מקור אור סביבתי
ולאחר מכן שקוף לחלוטין 60 - 80% מסכי ניטור פנימיים משתמשים במיני לד או נקודה קוונטית.
פריצת הדרך הטכנולוגית היא העמעום הדינמי החדש: התאורה האחורית משתנה בהתאם לעוצמת האור אשר מזוהה על ידי חיישן אווירה כמו למשל BH1750. רק אם לוקחים מארז אחד קטן של 1000 לוקס, המסך הוגבר אוטומטית ל-80% בהירות מירידה של 50 לוקס, וכאשר ירד ל-25% ב-50 לוקס, זה הניב רק ירידה ממוצעת מהירה בצריכת החשמל של כ-40%.
עיצוב מעגלים של דרייבר
אופציה של ארכיטקטורת כוח: הפתרונות הישנים יותר השתמשו במשאבות טעינה כדי ליצור את המתח הגבוה יותר וזה בזבזני. עיצובים מודרניים משתמשים בממירי DC- חיצוניים כמו TPS61040 כדי להגביר את ה-3. 3 V ל-5 V ולאחר מכן לקבל את ± 10 V באמצעות מודול משאבת טעינה- עם יעילות כוללת של יותר מ-85%.
מצב שינה חכם: ה-MCU יחוש אם פעולה כלשהי בוצעה על פני מרווח זמן נתון עם המתנה של 30 שניות לפני שהוא יעבור למצב שינה, ואז ה-AVDD,VGH/VGL יוסר מהחשמל. צריכת החשמל בהמתנה מופחתת מתחת ל-0.1mW.
אסטרטגיית אופטימיזציה של צריכת חשמל בתרחישים בתעשייה.
מבנה חיסכון באנרגיה-ברמת המערכת-
בקרת תאורה אחורית: השתמש בעמעום PWM של 1kHz כדי להפחית את הבהוב ולמזער EMI. מפת הבהירות-משמשת להתאמת העמעום.
טכנולוגיה לרענון אזור: הגדר דרך לסמן אזור "מלוכלך" כך שנשנה רק דברים ששונו. לדוגמה, אם אנו מחשיבים בצד תעשייתי, אנו מפרקים אותו כבעל קטע של שורת כותרת, החלק של אזור הנתונים ואז החלק האחרון שלנו יכיל את חלק שורת המצב שלנו, שבתרחיש זה ניתן לרענן בנפרד ובכך להפחית את רמות הצריכה הכוללת של כוח למטרות פעולת רענון בכ-30+ נקודות אחוז.
ניהול תזמון הספק: במהלך תהליך התעוררות LCD, עלינו להמתין 100 – 120 שניות עד שהכוח יתייצב כך ש"פיגור המסך השחור" יימנע, ולשפר את הזמן הנדרש עבור -תקופת ההתעוררות עד מתחת ל-50 אלפיות השנייה.
וחידושים בחומרים ותהליכים
זכוכית ITO עם עכבה נמוכה: סם יון מתכת (כסף למשל), כדי להוריד את התנגדות הסרט הדק של ITO, מ-100 Ω/□ ל- 50Ω/□ ולצמצם את צריכת כוח הנסיעה ב-15%.
לוחית מנחה אור מובנית במיקרו פריזמה: מערך מיקרוריד בצורת V מגדיל את השימוש באור LED מ-60% - 85%, ומפחית מספר. של LED נדרש עבור אותו לומן ב-30%.
תקני תעשייה ואישור יעילות אנרגטית
תקן בינלאומי: IEC 62301 "Measureme ntmethod for tandb ypo wer c ons umptiono fhou seh olap ha pes", קובע שמצב השינה של LCD תעשייתי צורך פחות או שווה ל-0. 5 W ומצב הכיבוי שלו צורך פחות או שווה ל-0. 4 W.
תקן מקומי: GB21520 "מגבלות ודרגות יעילות אנרגטיות לתצוגות מחשב" קובע שצריכת הספק בשינה של צגי LCD תעשייתיים בעלי ביצועים גבוהים נדרשת להיות פחות או שווה ל-0.8 ואט, וצריכת החשמל בעת כיבוי לא תעלה על 0.6 וואט.
