Fondement technique de la consommation LCD : Molécule de cristaux liquides – conception de circuits.
La consommation électrique principale de l’écran LCD (affichage à cristaux liquides) provient de trois parties
Les molécules de cristaux liquides conduisent la lumière avec une tension à travers le champ. Son courant de commande n'a besoin que d'un ordre de grandeur d'un microampère (μA/cm²), il s'agit donc d'un équipement à basse-tension-faible-puissance. Comme la partie de commande à cristaux liquides d'un module LCD TFT - pouces, elle n'utilise qu'environ 40 mW.
Système de rétroéclairage : l'écran LCD actuel nécessite un système de rétroéclairage LED-et consomme au maximum 60 %- 80 % d'énergie. Si nous prenons simplement en compte le modèle de trois-et-un-pouces, ce rétroéclairage à LED-un réseau de LED-consomme quelque part entre un-cent-vingt et un-cent-soixante miliwatts, ce sera en fait là que la majeure partie de l'énergie entrera.
Le circuit pilote se compose de : un pilote de porte (+ -10 V HV), un pilote source (3. 3 V) et un circuit de gestion de l'énergie, qui dépend de la conception du circuit pour la consommation d'énergie. Schéma de pompe de charge traditionnel : 40 % à 60 % et le convertisseur DC-DC externe est de 85 %+.
Gamme typique et analyse de cas de la consommation électrique des instruments industriels LCD
Écran de code de segment de petite-taille (inférieur ou égal à 2,8 pouces).
Plage de consommation électrique : 0,1 mW – 10 mW (statique).
Exemples d'application : Power Meter et régulateur de température
Cas : Un wattmètre multifonctionnel 96*96 avec une seule phase a une utilisation de la puissance d'entrée inférieure à 0,1 VA (environ 0,1 mW) par phase ; Lorsqu'il utilise la technologie LCD réfléchissante, il affiche bien les choses même en dehors d'un environnement lumineux et n'a pas besoin de briller tout seul.
Écran matriciel-à points de taille moyenne (3,5 à 7 pouces)
Plage de consommation d'énergie : 100 mW - 500mW (affichage dynamique)
Généralement utilisé pour l'application : IHM, interface homme-machine ; Ordinateur tablette industriel.
Cas : module TFT-LCD de 3,5-pouces avec un courant opérationnel de 60 mA sur une alimentation de 3,3 V consommant un total de 198 mW d'énergie ; dans lequel le rétroéclairage est de 160 mW, le pilote est de 40 mW et la communication d'interface occupe toutes les autres parties.
Big-sized high-res screen (>10 po)
La plage d'utilisation du PWR pour l'appareil est comprise entre 1 et 50 watts, cela signifie 50 watts en mode pleine lumière.
Les applications typiques seraient dans un centre de surveillance et sur les consoles de contrôle des lignes de production automatiques.
Le cas est qu'il aurait un écran LCD de qualité industrielle de 15,6 pouces à une résolution de 1920 x 1080 qui a utilisé une gamme complète de rétroéclairage LED avec un maximum. la puissance requise est de 45w. En utilisant cette technologie de gradation dynamique, ce que nous voyons réellement là-bas descend à environ 15 W.
Analyse des facteurs les plus importants influençant la consommation électrique des Lcdis.
Taille et résolution de l'écran
Impact sur la résistance du fil : il est constitué d'une ligne conductrice transparente (ITO), à mesure qu'elle s'agrandit, la longueur du câblage augmente également, ce qui entraîne également une perte de résistance du fil plus importante. Par exemple, si mon écran de 10 pouces utilise une résistance de câblage qui pourrait être le double de celle utilisée par un écran de 5 pouces, plus de puissance motrice est nécessaire.
Les exigences de rétroéclairage sont les suivantes : les écrans haute définition obtiennent de meilleurs résultats avec une source de lumière plus élevée. Selon des données expérimentales, si nous augmentons notre résolution de 800 x 480 jusqu'à ce territoire de 1 920 x 1 080, cela prendra environ 120 % d'énergie en puissance de rétroéclairage.
rétroéclairage, type et technologie.
Rapport de consommation d'énergie de type rétroéclairage et scénarios d'application d'optimisation de l'efficacité énergétique.
Reflété<10% outdoor instruments, solar equipment increase the ambient lighting's effectiveness.
Transparent : panneau de commande industriel de 20 à 40 % avec environnement mélangé à des lumières LED de source de lumière ambiante
Et puis, les écrans de surveillance intérieure entièrement transparents à 60 – 80 % utilisent des mini LED ou des points quantiques.
L'avancée technologique est le nouveau Dynamic Dimming : le rétroéclairage change en fonction de l'intensité lumineuse détectée par un capteur d'ambiance comme par exemple le BH1750. En prenant simplement un petit boîtier de 1 000 lux, la luminosité de l'écran a été automatiquement augmentée à 80 % à partir d'une baisse de 50 lux et lorsqu'elle est tombée à 25 % à 50 lux, cela n'a entraîné qu'une baisse moyenne rapide de la consommation d'énergie d'environ 40 %.
Conception du circuit pilote
Architecture de puissance opt. : Les anciennes solutions utilisaient des pompes de charge pour produire une tension plus élevée, ce qui constitue un gaspillage. Les conceptions modernes utilisent des convertisseurs DC-DC externes comme le TPS61040 pour augmenter le 3. 3 V à 5 V, puis obtenir le ± 10 V via un module de pompe de charge-avec un rendement global supérieur à 85 %.
Mode veille intelligent : le MCU détectera si une action a été effectuée sur un intervalle de temps donné avec une attente de 30 secondes avant de passer en mode veille, puis l'AVDD, le VGH/VGL seront mis hors tension. La consommation électrique en veille est ramenée à moins de 0,1 mW.
Stratégie d'optimisation de la consommation d'énergie dans des scénarios industriels.
Structure d'économie d'énergie-au niveau du système-
Contrôle du rétroéclairage : utilisez la gradation PWM de 1 kHz pour réduire le scintillement et minimiser les interférences électromagnétiques. La carte d'éclairement-luminosité est utilisée pour le réglage de la gradation.
Technologie d'actualisation de région : définir un moyen de signaler la région "sale" afin que nous modifions uniquement les éléments qui ont été modifiés. Par exemple, si nous considérons que, d'un point de vue industriel, nous le décomposons en une section de barre de titre, la partie de la zone de données, notre dernière partie contiendrait notre partie de barre d'état qui, dans ce scénario, pourrait être actualisée individuellement, réduisant ainsi les niveaux globaux de consommation d'énergie à des fins d'actualisation d'environ 30+ points de pourcentage.
Gestion de la synchronisation de l'alimentation : pendant le processus de réveil de l'écran LCD, nous devons attendre 100 à 120 ms pour que l'alimentation se stabilise afin d'éviter le "décalage de l'écran noir" et améliorer le temps requis pour la période de réveil -en dessous de 50 ms.
Et innovations dans les matériaux et procédés
Verre ITO à faible impédance : dope un ion métallique (argent par exemple), pour réduire la résistance de la couche mince ITO, de 100 Ω/□ à 50 Ω/□ et réduire la consommation d'énergie motrice de 15 %.
Plaque de guidage de lumière structurée par microprisme : un réseau de microcrêtes en forme de V augmente l'utilisation de la lumière LED de 60 % - 85 % et réduit le nombre de lumière LED. de LED requis pour les mêmes lumens de 30 %.
Normes industrielles et certification d’efficacité énergétique
Norme internationale : CEI 62301 "Méthode de mesure de la consommation électrique des logements", indique que le mode veille de l'écran LCD industriel consomme moins ou égal à 0. 5 W et son mode arrêt consomme moins ou égal à 0. 4 W.
Norme nationale : GB21520 « Limites et niveaux d'efficacité énergétique pour les écrans d'ordinateur » stipule que la consommation d'énergie en veille des écrans LCD industriels hautes performances doit être inférieure ou égale à 0,8 W et que la consommation d'énergie lorsqu'ils sont éteints ne doit pas dépasser 0,6 W.
