Cơ sở kỹ thuật tiêu thụ LCD: Phân tử tinh thể lỏng – thiết kế mạch.
Mức tiêu thụ điện năng chính của LCD (màn hình tinh thể lỏng) đến từ ba phần
Các phân tử tinh thể lỏng truyền ánh sáng bằng điện áp qua trường. Dòng điện của nó chỉ cần có cường độ micro ampe (μA/cm²), vì vậy đây là thiết bị có điện áp-điện áp-thấp{3}}thấp. Giống như phần điều khiển tinh thể lỏng của mô-đun LCD 3.5 - inch TFT - chỉ sử dụng khoảng 40mW.
Hệ thống đèn nền: LCD ngày nay yêu cầu hệ thống đèn nền-LED và tiêu thụ tối đa 60%- 80% điện năng. Nếu chúng ta chỉ tính đến mẫu ba-và-một{6}nửa inch thì dãy đèn LED-đèn LED-đèn nền LED này đang tiêu thụ khoảng một-trăm-hai mươi lẻ một-trăm-sáu mươi miliwatt, đó thực sự sẽ là nơi tiêu thụ phần lớn năng lượng.
Mạch điều khiển bao gồm: trình điều khiển cổng (+ -10 V HV), trình điều khiển nguồn(3. 3 V) và mạch quản lý nguồn, phụ thuộc vào thiết kế mạch để tiêu thụ điện năng. Sơ đồ bơm sạc truyền thống: 40% – 60% và bộ chuyển đổi DC-DC bên ngoài là 85%+.
Phân tích phạm vi và trường hợp điển hình về mức tiêu thụ điện năng của thiết bị công nghiệp LCD
Màn hình mã phân đoạn có kích thước-nhỏ ( Nhỏ hơn hoặc bằng 2,8 inch ).
Phạm vi tiêu thụ điện năng: 0,1mW – 10mW (tĩnh).
Ví dụ ứng dụng: Đồng hồ đo điện và bộ điều khiển nhiệt độ
Trường hợp:Đồng hồ đo điện 96*96 đa chức năng chỉ có một pha có mức sử dụng năng lượng đầu vào dưới 0,1VA (khoảng 0,1mW) mỗi pha; khi sử dụng công nghệ LCD phản chiếu, nó hiển thị rõ mọi thứ ngay cả khi ở ngoài môi trường sáng và không cần phải tự tỏa sáng.
Màn hình ma trận điểm{0}}có kích thước trung bình (3,5 – 7 inch)
Phạm vi tiêu thụ điện năng: 100mW - 500mW(màn hình động)
Thường được sử dụng cho ứng dụng: HMI, Giao diện người{0}}máy; Máy tính bảng công nghiệp.
Trường hợp: mô-đun TFT-LCD 3,5-inch có dòng điện hoạt động 60 mA trên nguồn điện 3,3V tiêu thụ tổng công suất 198mW; trong đó đèn nền là 160mW, trình điều khiển là 40 mW và giao tiếp giao diện chiếm tất cả các phần còn lại.
Big-sized high-res screen (>10 inch)
Phạm vi sử dụng PWR cho thiết bị là từ 1-50 watt, điều này có nghĩa là 50 watt khi ở chế độ ánh sáng đầy đủ.
Các ứng dụng điển hình sẽ là trung tâm giám sát và trên bảng điều khiển cho dây chuyền sản xuất tự động.
trường hợp là nó sẽ có màn hình LCD cấp công nghiệp 15,6 inch ở độ phân giải 1920 x 1080 đã sử dụng đầy đủ các đèn nền LED cùng với mức tối đa. yêu cầu công suất là 45w Sử dụng công nghệ làm mờ động này, những gì chúng ta thực sự thấy trên đó giảm xuống còn khoảng 15w.
Phân tích các yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến việc sử dụng năng lượng của Lcdis.
Kích thước và độ phân giải màn hình
Tác động lên điện trở của dây: Nó được tạo thành từ dây dẫn trong suốt (ITO), vì nó lớn hơn nên chiều dài dây cũng dài hơn, làm mất điện trở dây nhiều hơn. Giống như nếu màn hình 10 inch của tôi sử dụng điện trở nối dây có thể gấp đôi mức mà màn hình 5 inch sẽ sử dụng thì cần nhiều năng lượng truyền động hơn.
Yêu cầu về đèn nền như sau: Màn hình độ phân giải cao có kết quả tốt hơn khi nguồn sáng cao hơn. Theo dữ liệu thực nghiệm, nếu chúng ta tăng độ phân giải từ 800 x 480 lên phạm vi 1920 x 1080, nó sẽ tiêu tốn khoảng 120% năng lượng trong công suất chiếu sáng ngược.
đèn nền, loại & công nghệ.
Tỷ lệ tiêu thụ điện năng loại đèn nền và các kịch bản ứng dụng tối ưu hóa hiệu quả năng lượng.
phản ánh<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
Trong suốt: Bảng điều khiển công nghiệp 20-40% với môi trường kết hợp với đèn LED nguồn sáng xung quanh
Và sau đó 60 – 80% màn hình giám sát trong nhà trong suốt hoàn toàn sử dụng đèn led mini hoặc chấm lượng tử.
Bước đột phá về công nghệ là tính năng Dynamic Dimming mới: Đèn nền thay đổi tùy theo cường độ ánh sáng được phát hiện bởi Cảm biến môi trường, chẳng hạn như BH1750. Chỉ cần sử dụng một hộp nhỏ 1000lux, màn hình sẽ tự động tăng độ sáng lên 80% từ mức giảm 50lux và khi giảm xuống 25% ở mức 50lux, điều này chỉ mang lại mức sử dụng năng lượng giảm trung bình nhanh chóng khoảng 40%.
Thiết kế mạch điều khiển
Lựa chọn kiến trúc năng lượng: Các giải pháp cũ sử dụng máy bơm sạc để tạo ra điện áp cao hơn và điều đó gây lãng phí. Các thiết kế hiện đại sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC bên ngoài như TPS61040 để tăng 3. 3 V lên 5 V, sau đó nhận ± 10 V thông qua mô-đun bơm sạc-với hiệu suất tổng thể lớn hơn 85%.
Chế độ ngủ thông minh: MCU sẽ nhận biết nếu bất kỳ hành động nào được thực hiện trong một khoảng thời gian nhất định với thời gian chờ 30 giây trước khi chuyển sang chế độ ngủ, khi đó AVDD,VGH/VGL sẽ bị tắt nguồn. Mức tiêu thụ điện ở chế độ chờ được giảm xuống dưới 0,1mW.
Chiến lược tối ưu hóa mức tiêu thụ điện năng trong các kịch bản ngành.
Cấu trúc tiết kiệm năng lượng-cấp hệ thống
Điều khiển đèn nền: Sử dụng tính năng làm mờ xung 1kHz để giảm hiện tượng nhấp nháy và giảm thiểu EMI. Bản đồ độ sáng-độ sáng được sử dụng để điều chỉnh độ mờ.
Công nghệ làm mới khu vực: Xác định cách gắn cờ khu vực "bẩn" để chúng tôi chỉ thay đổi những nội dung đã bị thay đổi. Ví dụ: nếu chúng tôi xem xét về mặt công nghiệp, chúng tôi chia nó thành phần thanh tiêu đề, phần vùng dữ liệu thì phần cuối cùng của chúng tôi sẽ chứa phần thanh trạng thái mà trong trường hợp này có thể được làm mới riêng lẻ, nhờ đó giảm mức tiêu thụ điện năng tổng thể cho mục đích hoạt động làm mới khoảng 30+ điểm phần trăm.
Quản lý thời gian nguồn: trong quá trình LCD đánh thức, chúng ta cần đợi 100 – 120 mili giây để nguồn ổn định để tránh "độ trễ màn hình đen" và cải thiện thời gian cần thiết cho khoảng thời gian đánh thức -lên dưới 50 mili giây.
Và những đổi mới về vật liệu & quy trình
Kính ITO có trở kháng thấp: Ion kim loại Dope (ví dụ như Bạc), để giảm Điện trở màng mỏng ITO, từ 100 Ω/□ xuống 50Ω/□ và giảm mức tiêu thụ điện năng truyền động xuống 15%.
Tấm dẫn hướng ánh sáng có cấu trúc lăng kính vi mô: Mảng microridge hình chữ v tăng mức sử dụng đèn led từ 60% - 85% và giảm không. lượng đèn led cần thiết cho cùng mức lumen là 30%.
Tiêu chuẩn ngành và chứng nhận tiết kiệm năng lượng
Tiêu chuẩn quốc tế: IEC 62301 "Phương pháp đo lường cho tandb ypo wer c ons umptiono fhou seh olap ha pes", nêu rõ rằng chế độ ngủ của màn hình LCD công nghiệp tiêu thụ Nhỏ hơn hoặc bằng 0. 5 W và chế độ tắt của nó tiêu thụ Nhỏ hơn hoặc bằng 0. 4 W.
Tiêu chuẩn trong nước:GB21520 "Giới hạn và cấp hiệu quả năng lượng cho màn hình máy tính" quy định rằng mức tiêu thụ năng lượng khi ngủ của màn hình LCD công nghiệp hiệu suất cao phải nhỏ hơn hoặc bằng 0,8 W và mức tiêu thụ điện khi tắt không được vượt quá 0,6 W.
