Fundamento técnico do consumo de LCD: Molécula de cristal líquido – projeto de circuito.
O principal consumo de energia do LCD (tela de cristal líquido) vem de três partes
Moléculas de cristal líquido conduzem luz com voltagem através do campo. Sua corrente de acionamento precisa apenas de ordem de magnitude de micro amperes (μA/cm²), portanto este é um equipamento de baixa-tensão-baixa-potência. Assim como a parte de acionamento de cristal líquido de um módulo LCD TFT de 3.5 - polegadas - usa apenas cerca de 40mW.
Sistema de retroiluminação: o LCD atual requer um sistema de retroiluminação LED e consome no máximo 60%- 80% de energia. Se considerarmos apenas o modelo de três-e--meia polegada, esse conjunto de-luz LED-de fundo de LED está consumindo algo entre um-cento-vinte e um-cento-sessenta miliwatts, que será de fato onde a maior parte da energia entra.
O circuito do driver consiste em: driver de portão (+ -10 V HV), driver de fonte (3. 3 V) e circuito de gerenciamento de energia, que depende do projeto do circuito para consumo de energia. Esquema de bomba de carga tradicional: 40% – 60% e CC externa-O conversor CC é de 85%+.
Faixa típica e análise de caso de consumo de energia de LCD de instrumentos industriais
Tela de código de segmento de-tamanho pequeno (menor ou igual a 2,8 polegadas).
Faixa de consumo de energia: 0,1mW – 10mW (estático).
Exemplos de aplicação: Medidor de Potência e Controlador de Temperatura
Caso:Um medidor de energia multifuncional 96*96 com apenas uma fase tem uma utilização de energia de entrada inferior a 0,1VA (cerca de 0,1mW) por fase; quando faz uso da tecnologia LCD reflexiva, mostra bem as coisas mesmo fora do ambiente claro e não precisa brilhar por si só.
Tela matricial-de tamanho médio (3,5 a 7 polegadas)
Faixa de consumo de energia: 100mW - 500mW (exibição dinâmica)
Normalmente usado para a aplicação: IHM, interface homem-máquina; Tablet industrial.
Caso: módulo TFT-LCD de 3,5- polegadas com corrente operacional de 60 mA em fonte de alimentação de 3,3V consumindo um total de 198mW de potência; dentro do qual a luz de fundo é de 160mW, o driver é de 40 mW e a comunicação da interface ocupa todas as outras partes.
Big-sized high-res screen (>10 pol.)
A faixa de uso do PWR para o dispositivo está entre 1-50 watts, o que significa 50 watts no modo de luz total.
As aplicações típicas seriam em centros de monitoramento e em consoles de controle para linhas de produção automáticas.
O caso é que ele teria uma tela LCD de nível industrial de 15,6 polegadas com resolução de 1920 x 1080, que usou uma gama completa de luz de fundo LED junto com um máx. o requisito de energia é de 45w. Usando esta tecnologia de escurecimento dinâmico, o que realmente vemos lá cai para cerca de 15w.
Análise dos fatores mais importantes que influenciam o uso de energia dos LCDs.
Tamanho e resolução da tela
Impacto na resistência do fio: É composto por linha condutora transparente (ITO), à medida que aumenta o comprimento da fiação, causando também maior perda de resistência do fio. Por exemplo, se minha tela de 10 polegadas usasse resistência de fiação que poderia ser o dobro da de 5 polegadas, seria necessária mais potência de acionamento.
Os requisitos de luz de fundo são os seguintes: Telas de alta definição têm melhores resultados quando há uma fonte de luz mais alta. De acordo com dados experimentais, se aumentarmos a nossa resolução de 800 x 480 para o território de 1920 x 1080, será necessário algo em torno destes 120 por cento de energia na potência de iluminação traseira.
luz de fundo, tipo e tecnologia.
Relação de consumo de energia do tipo retroiluminação e cenários de aplicação de otimização de eficiência energética.
Refletido<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
Transparente: painel de controle industrial de 20-40% com ambiente misturado com fonte de luz ambiente luzes LED
E então telas de monitoramento internas totalmente transparentes de 60 a 80% usam mini LED ou ponto quântico.
A inovação tecnológica é o novo Dynamic Dimming: A luz de fundo muda dependendo da intensidade da luz que é detectada por um Sensor de Ambiente como, por exemplo, o BH1750. Tomando apenas um pequeno case de 1000lux, a tela foi aumentada automaticamente para 80% de brilho a partir de uma queda de 50lux e quando caiu para 25% em 50lux, isso resultou apenas em uma queda média rápida no uso de energia de cerca de 40%.
Projeto de circuito de driver
Opção de arquitetura de energia: As soluções mais antigas usavam bombas de carga para aumentar a tensão e isso é um desperdício. Projetos modernos usam conversores CC -CC externos, como o TPS61040, para aumentar 3. 3 V para 5 V e, em seguida, obter ± 10 V por meio de um módulo de bomba de carga-com uma eficiência geral superior a 85%.
Modo de suspensão inteligente: O MCU detectará se alguma ação foi realizada durante um determinado intervalo de tempo com uma espera de 30 segundos antes de entrar no modo de suspensão, então o AVDD, VGH/VGL terá sua energia removida. O consumo de energia em espera é reduzido para menos de 0,1 mW.
Estratégia de Otimização do Consumo de Energia em Cenários Industriais.
Estrutura de economia de energia-no nível do sistema-
Controle de luz de fundo: Use dimerização PWM de 1kHz para reduzir a cintilação e minimizar EMI. O mapa de brilho-de iluminância é usado para ajuste de escurecimento.
Tecnologia de atualização de região: Defina uma maneira de sinalizar a região "suja" para que alteremos apenas o que foi alterado. Por exemplo, se considerarmos o lado industrial, dividimo-lo como tendo uma seção da barra de título, a parte da área de dados e a última conteria a parte da barra de status que, neste cenário, poderia ser atualizada individualmente, reduzindo assim os níveis gerais de consumo de energia para fins de operação de atualização em aproximadamente 30+ pontos percentuais.
Gerenciamento de tempo de energia: durante o processo de ativação do LCD, precisamos esperar de 100 a 120 ms para que a energia se estabilize para evitar o "atraso da tela preta" e melhorar o tempo necessário para o período de ativação -para menos de 50 ms.
E Inovações em Materiais e Processos
Vidro ITO de baixa impedância: Dope íon metálico (prata, por exemplo), para diminuir a resistência do filme fino ITO, de 100 Ω/□ para 50Ω/□ e reduzir o consumo de energia de condução em 15%.
Placa guia de luz estruturada com micro prisma: o conjunto de microridges em forma de V aumenta o uso de luz LED de 60% - 85% e reduz o não. de led necessário para os mesmos lúmens em 30%.
Padrões da indústria e certificação de eficiência energética
Padrão internacional: IEC 62301 "Measureme ntmethod fors tandb ypo wer c ons umptiono fhou seh olap ha pes", afirma que o modo de suspensão do LCD industrial consome menos ou igual a 0. 5 W e seu modo desligado consome menos ou igual a 0. 4 W.
Padrão doméstico: GB21520 "Limites e classes de eficiência energética para monitores de computador" estipula que o consumo de energia em repouso de LCDs industriais de alto desempenho deve ser menor ou igual a 0,8 W, e o consumo de energia quando desligado não deve exceder 0,6 W.
