Prinsip teknis: Dasar{0}energi rendah untuk LCD.
Konsumsi daya LCD terutama berasal dari 3 kategori berikut: sistem lampu latar, sirkuit penggerak, penyegaran tampilan. Dalam kasus bertenaga baterai, diperlukan 3 perbaikan berikut: Sistematis.
Sistem lampu latar: peredupan dinamis, sumber cahaya efisiensi tinggi
Catu daya terbesar untuk LCD adalah lampu latar (60%-80%). Yang tradisional menggunakan-LED kecerahan tetap dan kebutuhan daya rendah memperkenalkan hal berikut:
Peredupan PWM: Menjadi terang dengan perubahan pulsa dengan frekuensi > 1kHz, untuk mencegah perubahan suhu dari peredupan analog. Misalnya, Pengukur air EM bertenaga baterai, menggunakan sensor cahaya sekitar seperti BH1750 untuk mendapatkan intensitas cahaya- waktu nyata & mengontrol cahaya-belakang sehingga mengurangi konsumsi Daya Terukur lebih dari 40%.
Sumber Cahaya yang Efisien: Pilih LED berdaya rendah seperti 0,2W/masing-masing, atau pilih lampu latar yang memancarkan sisi untuk mengurangi cahaya yang hilang. Beberapa peralatan mewah menggunakan teknologi lampu latar Mini LED yang menghemat daya yang dikonsumsi melalui pencahayaan yang dikontrol zona.
Sirkuit Penggerak: pengisian daya sebelum-penyimpanan, penggandengan dinamis
Driver LCD tradisional memerlukan penyegaran kapasitor piksel secara konstan sehingga kebutuhan daya dinamisnya sangat tinggi. Teknologi yang dipatenkan dari Chengdu Jiutian Huaxin mengatasi berbagai hal dengan menggunakan:
Pengisian daya sebelum-penyimpanan: Selama periode lampu latar frame saat ini aktif, simpan sinyal data dalam kapasitor pada saat tidak perlu menulis sinyal ke saluran agar tidak menyebabkan hilangnya-pengalihan frekuensi tinggi melalui penulisan baris demi baris.
Kompensasi penggandengan dinamis: Menjaga keseimbangan energi kapasitor dengan energi sinyal penggandengan sehingga memungkinkan kapasitor itu sendiri menggerakkan-rotasi kristal cair dengan sendirinya; dan karenanya terjadi penurunan tegangan total penggerak yang diperlukan (+5V hingga + 2. 5V) yang mengakibatkan pengurangan langsung pada sumber pada angka konsumsi IC.
Timing optimization: reduce pixel voltage write time from current 16. 7 μ s/line to nearly complete in parallel, extend backlight "ON" time (current 30%-40% of scan, now >70%), meningkatkan kecerahan 20%-30% dengan penghematan daya lampu latar.
Penyegaran Tampilan: Pembaruan Tidur & Area Cerdas
Mode tidur cerdas: IC driver LCD modern (seperti ILI9341) memiliki beberapa mode-daya rendah yang berbeda. Seperti jika Anda ingin masuk ke mode tidur setelah 30 detik. saat idle, putuskan daya AVDD, VGH/VGL, penundaan bangun kurang dari 100 – 120 ms.
Teknologi penyegaran regional: Hanya memperbarui bagian yang diubah, seperti angka, dan tidak semua layar-digambar ulang. Pelabelan area "Kotor"-ditentukan. Mengukur lebih dari 30% konsumsi daya dengan cara ini.
Parameter utama: Kriteria pemilihan untuk-LCD berdaya rendah
Pada LCD instrumen bertenaga baterai, perhatikan saat membuat pilihan berikut:
Indeks Konsumsi Daya
Arus kerja: Arus kerja dalam kasus yang digunakan untuk modul TFT – LCD 3,5 inci, arus pengoperasian normal biasanya memiliki besaran sekitar 60mA bila disuplai pada 3,3V. Desain berdaya rendah membutuhkan lebih rendah lagi; kurang dari 20mA.
ARUS TIDUR HARUS KURANG DARI 1uA UNTUK MENGHINDARI KERUGIAN STANDBY.
Konsumsi Daya Lampu Latar: Lampu latar LED adalah pilihan di sini dan satu unit akan mengkonsumsi tidak lebih dari 0. 5 W.
Menampilkan kinerja
Sebaliknya: Kontras tinggi 1000:1 dapat mengurangi kebutuhan kecerahan lampu latar dan kemudian menghemat daya.
Perspektif: Sudut pandang lebar seperti 178 derajat akan mengurangi seberapa sering pengguna mengubah sudut pandang, sehingga mengurangi jumlah daya yang digunakan untuk berinteraksi.
Resolusi: Pilih berdasarkan kebutuhan daripada terobsesi dengan resolusi maksimal karena lebih memakan-penggerak untuk piksel ekstra.
Kemampuan beradaptasi terhadap lingkungan
Suhu kerja:-Peralatan bertenaga baterai sering kali dikirim ke luar ruangan dan harus tahan terhadap suhu yang berkisar antara -40 derajat hingga 85 derajat .
Tingkat perlindungan: IP68, yang dapat terendam air dalam waktu lama, dan dapat diterapkan pada skenario pemantauan kualitas air.
Antarmuka, Integrasi.
Tipe Antarmuka Pilih antara I80 yang murah namun cepat atau MIPI DSI berkecepatan tinggi dan berdaya rendah.
Integrasi: Pilih modul yang memiliki IC drivernya sendiri sehingga tidak terlalu banyak digunakan di periferal.
Metodologi Pengoptimalan untuk-Arsitektur Penghematan Energi Tingkat Sistem
Perlu memilih LCD berdaya rendah yang sesuai agar dapat bekerja sama dengan keseluruhan desain untuk membentuk arsitektur hemat energi secara keseluruhan:
Optimasi manajemen daya
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >Efisiensi 85% untuk sirkuit penggerak.
Peralihan daya dinamis: Mengalihkan rel daya berdasarkan status tampilan, mematikan semua-catu daya yang tidak penting saat berada dalam mode tidur.
Kontrol kooperatif perangkat lunak
Teknologi modulasi frekuensi dinamis: Menyesuaikan frekuensi jam I80 secara otomatis tergantung pada konten yang ditampilkan. Adapun sampelnya seperti turun di bawah 10hz saat diam atau naik hingga sekitar 60Hz saat bergerak dan memiliki ukuran yang mampu menunjukkan nilai sebenarnya yang dihemat dari 40%.
Algo kecerahan adaptif: Kami membuat tabel yang mengkorelasikan jumlah pencahayaan yang berbeda dengan persentase kecerahan tertentu (seperti ketika tidak ada cahaya sama sekali, kami hanya akan menggunakan 10 persen kecerahan) serta tabel yang menggunakan sensor sekitar dan terus mengubahnya sesuai dengan temuan mereka.
Desain perangkat keras-berdaya rendah
MCU Daya Rendah: Pilih MCU dengan konsumsi daya yang sangat rendah seperti Renesas RL78 / L13 dan hanya menarik arus kerja sekitar 100μ A/ Mhz.
Bahan rendah kebocoran: Bahan dengan konstanta dielektrik tinggi seperti Al2O3 digunakan untuk kapasitor pra-penyimpanan dan kapasitor penahan guna mengurangi konsumsi daya statis.
Kasus umum: Verifikasi praktis untuk daya dari baterai.
Kasus 1: Meteran air gelombang EM bertenaga baterai
Meteran pasokan air perkotaan: 6 tahun.
LCD TFT 3,5 inci, Konsumsi Daya Lampu Latar LCD: 0,8W, Arus Pengoperasian LCD: 15mA (Pasokan 3,3V).
Langkah-langkah optimasi:
Dengan penggunaan peredupan PWM, dan sensor cahaya sekitar untuk mengurangi konsumsi daya lampu latar, 45%.
Sirkuit penggerak pra penyimpanan muatan terintegrasi menurunkan daya yang digunakan oleh IC penggerak sebesar tiga puluh persen.
30 menit tidak ada operasi yang diatur untuk masuk ke mode tidur, arus tidur adalah 0,5μA.
Hasil pengujian nyata menunjukkan bahwa daya keseluruhan mesin berkurang dari 200 mW menjadi 80 mW dan kini dapat menggunakan baterainya hingga rentang waktu delapan tahun.
Kasing – Monitor medis portabel.
Skenario penerapan: pertolongan pertama di luar ruangan, harus bekerja tanpa henti selama 24 jam.
Pilihan LCD : OLED 2,4-inci (menggantikan LCD tradisional), namun harganya sangat mahal; akhirnya pilih TFT-LCD berdaya rendah-dengan arus kerja 12mA (catu daya 2,8V).
Langkah-langkah optimasi:
Gunakan teknologi penyegaran regional, perbarui hanya area gambar yang berubah karena perubahan detak jantung, oksigen darah, dll.
Sirkuit penggerak kopling{0}}dinamis terintegrasi menggunakan tegangan penggerak yang besarnya telah diturunkan sebesar -5V hingga -3V;
Modul 4G-berdaya rendah seperti Air780E untuk menyinkronkan data, mengurangi waktu siaga LCD.
Hasil pengujian sebenarnya: konsumsi daya seluruh mesin turun 150mW, menjadi 60mW dan memenuhi persyaratan penggunaan 24 jam.
