1, Thành phần tiêu thụ điện năng của màn hình LCD phân đoạn: ưu điểm cốt lõi đến từ nguyên lý kỹ thuật
Mức tiêu thụ năng lượng của màn hình LCD phân đoạn chủ yếu đến từ ba phần: dòng điện làm lệch phân tử tinh thể lỏng, mức tiêu thụ điện tĩnh của IC điều khiển và mức tiêu thụ điện của đèn nền (nếu được bật). Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở đặc tính dẫn động điện trường của bản thân vật liệu tinh thể lỏng - chỉ cần dòng điện mức microampe để thay đổi sự sắp xếp của các phân tử tinh thể lỏng và đạt được sự chuyển đổi trạng thái hiển thị.
Tiêu thụ điện năng của trình điều khiển LCD:
Điện áp cần thiết để làm lệch hướng phân tử tinh thể lỏng thường là 3,3V-5V và dòng điện chỉ là 5-10 μ A. Tính năng này giúp mức tiêu thụ điện năng của nó thấp hơn nhiều so với các công nghệ màn hình phát sáng chủ động như LED và OLED ở chế độ không có đèn nền. Ví dụ: một màn hình LCD phân đoạn 5 inch nhất định chỉ yêu cầu dòng điện 0,57 μ A (ở chế độ truyền động phân chia điện áp tụ điện ngoài chip) để hiển thị tĩnh và khi kết hợp với MCU công suất thấp, tổng dòng điện của hệ thống có thể được kiểm soát trong phạm vi 2,2 μ A.
Tiêu thụ điện năng của IC điều khiển:
Mức tiêu thụ điện tĩnh của chip điều khiển LCD mã phân đoạn chuyên dụng (chẳng hạn như HT1621) thường dưới 100 A, trong khi thông qua công nghệ ghép kênh (chẳng hạn như ghép kênh 4: 1), thời gian cấp nguồn thực tế của mỗi phân đoạn chỉ chiếm 25%, tiếp tục giảm mức tiêu thụ năng lượng động. Thiết kế này cho phép màn hình LCD phân đoạn có kích thước lớn{6}}duy trì đặc tính tiêu thụ điện năng thấp ngay cả khi điều khiển các mẫu phức tạp.
Tiêu thụ điện năng của đèn nền:
Đèn nền là biến chính ảnh hưởng đến mức tiêu thụ điện năng của màn hình LCD phân đoạn. Mức tiêu thụ điện năng của một hạt LED đơn là khoảng 15mA. Nếu 10 hạt được kết nối song song trên màn hình 5 inch, mức tiêu thụ điện của đèn nền có thể đạt tới 150mA. Tuy nhiên, thông qua thiết kế bản phân cực bán trong suốt và bán phản chiếu, màn hình có thể tắt đèn nền khi ánh sáng xung quanh đủ, chỉ dựa vào ánh sáng phản chiếu để hiển thị. Tại thời điểm này, mức tiêu thụ điện năng tương tự như ở chế độ không có đèn nền.
2, Thách thức về mức tiêu thụ năng lượng của màn hình LCD phân đoạn có kích thước-lớn: hiệu ứng ranh giới của việc mở rộng kích thước
Khi kích thước của màn hình LCD phân đoạn mở rộng từ kích thước nhỏ truyền thống lên trên 5 inch, sự thay đổi mức tiêu thụ điện năng cần được đánh giá từ các góc độ sau:
Diện tích màn hình LCD và tải trọng lái xe:
Màn hình lớn đòi hỏi nhiều phân đoạn trình điều khiển hơn (chẳng hạn như mở rộng từ 32 phân đoạn lên 128 phân đoạn), nhưng mức tiêu thụ điện năng của IC trình điều khiển không tăng tuyến tính. Ví dụ: khi HT1621 điều khiển 128 đoạn, mức tiêu thụ điện tĩnh chỉ tăng từ 100 μ A lên 120 μ A, với khả năng khuếch đại hạn chế. Chìa khóa nằm ở việc lựa chọn phương pháp truyền động: sử dụng truyền động quét động có thể làm giảm dòng điện tức thời, trong khi truyền động tĩnh yêu cầu dòng điện cực đại cao hơn.
Sự tăng trưởng theo cấp số nhân của mức tiêu thụ điện năng đèn nền:
Mức tiêu thụ điện của đèn nền tỷ lệ thuận với số lượng chip LED. Nếu màn hình 5 inch sử dụng đèn nền LED viền (chẳng hạn như 8 chip LED) thì mức tiêu thụ điện năng khoảng 120mA; trong khi đèn nền toàn mảng (chẳng hạn như 32 chip LED) có thể tiêu thụ tới 480mA. Tại thời điểm này, mức tiêu thụ điện của đèn nền có thể vượt quá tổng của trình điều khiển LCD và IC điều khiển, trở thành yếu tố chi phối mức tiêu thụ điện năng của hệ thống.
Sự suy giảm hiệu quả ghép kênh:
Màn hình LCD mã phân đoạn kích thước nhỏ thường sử dụng ghép kênh 4:1 hoặc 8:1, nhưng đối với màn hình-có kích thước lớn, tỷ lệ ghép kênh có thể giảm xuống 2:1 do số lượng phân đoạn tăng lên, dẫn đến tăng tần số hoạt động của IC điều khiển và mức tiêu thụ điện năng tĩnh. Ví dụ: một màn hình LCD phân đoạn 7 inch nhất định sẽ tăng mức tiêu thụ điện năng của IC điều khiển từ 80 μ A lên 150 μ A trong ghép kênh 2: 1.
3, Điều chỉnh kịch bản ứng dụng: Không gian sống của màn hình LCD phân đoạn có kích thước lớn-
Mặc dù màn hình LCD phân đoạn có kích thước lớn -phải đối mặt với những thách thức về mức tiêu thụ điện của đèn nền nhưng chúng vẫn có tính chất không thể thay thế trong các trường hợp cụ thể:
Dụng cụ ngoài trời và thiết bị công nghiệp:
Trong các tình huống như đồng hồ đo điện và nước chạy bằng năng lượng mặt trời, màn hình LCD phân đoạn bán trong suốt và bán phản chiếu có thể tắt hoàn toàn đèn nền và dựa vào ánh sáng xung quanh để hiển thị. Ví dụ: một đồng hồ nước năng lượng mặt trời 5 inch nhất định sử dụng thiết kế phản chiếu, không cần thay pin trong suốt tuổi thọ 10 năm và mức tiêu thụ điện năng của ổ LCD chỉ chiếm 5% tổng mức tiêu thụ điện năng của hệ thống.
Yêu cầu hiển thị cập nhật tần số thấp:
Trong các tình huống như máy ghi nhiệt độ và độ ẩm, thiết bị giám sát môi trường, v.v., nội dung màn hình chỉ được cập nhật vài lần mỗi giờ. Tại thời điểm này, mức tiêu thụ điện năng động của IC điều khiển có thể bị bỏ qua và tổng mức tiêu thụ điện năng của hệ thống được xác định bởi đèn nền. Nếu sử dụng đèn nền điều chỉnh tự động cảm biến ánh sáng, đèn nền có thể tắt vào ban ngày và hoạt động ở độ sáng thấp (chẳng hạn như 5mA) vào ban đêm, giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ pin.
Các ứng dụng nhạy cảm với chi phí:
Lợi thế về chi phí của màn hình LCD phân đoạn cỡ lớn-vượt xa so với màn hình LCD-TFT hoặc OLED. Ví dụ: mô-đun LCD phân đoạn 5-inch có giá khoảng 8 USD, trong khi mô-đun LCD-TFT có cùng kích thước có giá trên 20 USD. Trong các tình huống như bộ điều khiển nông nghiệp thông minh và thiết bị y tế cấp thấp, chiến lược ưu tiên chi phí khiến màn hình LCD phân đoạn trở thành lựa chọn ưu tiên.
