Technické principy: Nízká{0}}energetická základna pro LCD.
Spotřeba LCD pochází hlavně z následujících 3 kategorií: systém podsvícení, řídicí obvod, obnovování displeje. V bateriově napájených případech bude potřebovat tato 3 vylepšení: Systematické.
Systém podsvícení: dynamické stmívání, vysoce účinný zdroj světla
Největší zdroj napájení pro LCD je podsvícení (60 %-80 %). Tradiční používají LED s pevným-jasem a požadavky na nízkou spotřebu představují tyto:
PWM stmívání: Rozjasňuje se změnou pulzu s frekvencí > 1 kHz, aby se zabránilo změně teploty z analogového stmívání. Například bateriový EM vodoměr využívá senzor okolního světla, jako je BH1750, k získání intenzity světla v reálném čase- a podle toho řídí podsvícení-, což snižuje naměřenou spotřebu energie o více než 40 %.
Efektivní světelné zdroje: Vyberte si LED s nižším výkonem, například 0,2 W/každá, nebo zvolte boční vyzařující podsvícení, abyste snížili ztrátu světla. Některá luxusní zařízení používají technologii podsvícení Mini LED, která snižuje spotřebu energie prostřednictvím zónově řízeného osvětlení.
Hnací okruh: předběžné{0}}uložení nabití, dynamická vazba
Tradiční LCD ovladač vyžaduje neustálé obnovování pixelového kondenzátoru, a proto velmi vysoké požadavky na dynamický výkon. Patentovaná technologie od Chengdu Jiutian Huaxin obchází věci pomocí:
Před{0}}úložiště nabití: Během periody zapnutého podsvícení aktuálního rámce uložte datový signál do kondenzátorů v době, kdy není potřeba zapisovat signál do řádků, aby nedošlo ke ztrátě vysokofrekvenčního přepínání zápisem řádek po řádku.
Dynamická kompenzace vazby: Udržujte rovnováhu energie kondenzátoru s energií vazebního signálu tak, aby samotný kondenzátor mohl sám řídit rotaci tekutých-krystalů; a tím snížení celkového potřebného napětí měniče (+5V až na + 2. 5V), což má za následek přímé snížení spotřeby IC u zdroje.
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%), zvýšení jasu o 20%-30% úsporou energie podsvícení.
Obnovení displeje: Smart Sleep & Area Updates
Inteligentní režim spánku: Moderní IC ovladače LCD (například ILI9341) mají několik různých režimů nízké-spotřeby. Jako když chcete, aby po 30 sekundách přešel do režimu spánku. volnoběhu, odpojení AVDD, VGH/VGL napájení, probuzení se zpožděním méně než 100 – 120 ms.
Technologie regionální obnovy: Aktualizuje se pouze změněné části, jako jsou čísla, a nepřekreslí se celá obrazovka-. Označení oblasti "špinavé"-definováno. Tímto způsobem bylo naměřeno více než 30% snížení spotřeby energie.
Klíčové parametry: Kritéria výběru pro LCD-nízký výkon
U LCD přístrojů napájených z baterie věnujte pozornost těmto volbám:
Indexy spotřeby energie
Pracovní proud: Pracovní proud v případě, že se jedná o 3,5palcový TFT – LCD modul, normální provozní proud by měl typicky velikost řádově kolem 60 mA při napájení 3,3 V. Konstrukce s nízkým výkonem potřebují ještě nižší; méně než 20 mA.
SPÁNKOVÝ PROUD BY MĚL BÝT MENŠÍ NEŽ 1uA, ABY SE VYHNAL ZTRÁT V POHOTOVOSTNÍM REŽIMU.
Spotřeba energie podsvícení: Zde si můžete vybrat podsvícení LED a jedna jednotka by nespotřebovala více než 0. 5 W.
Výkon displeje
Opak: Vysoký kontrast 1000:1 může snížit potřebu jasu podsvícení a pak šetří energii.
Perspektiva: Široký úhel pohledu, jako je 178 stupňů, by snížil, jak často uživatel mění pozorovací úhly, a snížil by spotřebu energie na interakci.
Rozlišení: Vybírejte na základě potřeby, spíše než posedlosti maximálním rozlišením, protože je to náročnější-na další pixely.
Přizpůsobivost prostředí
Pracovní teplota: Baterie-napájené zařízení je často posíláno ven a musí vydržet teploty v rozsahu od -40 stupňů do 85 stupňů .
Stupeň ochrany: IP68, který může být ponořen ve vodě na dlouhou dobu a je použitelný pro scénář monitorování kvality vody.
Rozhraní, integrace.
Typ rozhraní Vyberte si mezi levným, ale rychlým I80 nebo vysokorychlostním, nízkopříkonovým MIPI DSI.
Integrace: Vyberte si moduly, které mají vlastní integrované obvody ovladačů, aby toho nebylo tolik pro periferie.
Metodika optimalizace pro architekturu šetřící energii-na úrovni systému
Je třeba vybrat vhodný LCD displej s nízkou spotřebou, aby spolupracoval s celým designem a vytvořil celou architekturu úspory energie:
Optimalizace správy napájení
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >85% účinnost pro hnací okruh.
Dynamické přepínání napájení: Přepínejte napájecí lištu podle stavu displeje, v režimu spánku vypněte veškeré-nedůležité zdroje napájení.
Softwarové kooperativní řízení
Technologie dynamické frekvenční modulace: Nastavte hodinovou frekvenci I80 automaticky v závislosti na zobrazeném obsahu. Pokud jde o vzorek, jako je pokles pod 10 Hz, když je v klidu, nebo zvýšení na přibližně 60 Hz, když se pohybuje a má měření, aby bylo možné ukázat skutečnou hodnotu pro to, co bylo uloženo od 40%.
Algo adaptivního jasu: Sestavíme tabulku, která koreluje různá množství osvětlení s určitým procentem jasu (jako když není vůbec žádné světlo, použijeme pouze 10 procent jasu), a také tabulku, která používá senzor okolního prostředí a neustále je mění podle svých zjištění.
Konstrukce hardwaru s nízkou spotřebou-
Nízkoenergetický MCU: Vyberte MCU s extrémně nízkou spotřebou energie, jako je Renesas RL78 / L13, a odebírá pouze přibližně 100μ A/MHz pracovního proudu.
Nízký únik materiálu: Materiál s vysokou dielektrickou konstantou, jako je Al2O3, se používá pro před{2}}akumulační kondenzátor a přídržný kondenzátor, aby se snížila spotřebovaná statická energie.
Typický případ: Praktické ověření pro napájení z baterií.
Případ 1: Bateriový EM vlnový vodoměr
Městský vodoměr: 6 let.
3,5palcový TFT LCD, podsvícení LCD Spotřeba energie: 0,8 W, provozní proud LCD: 15 mA (napájení 3,3 V).
Optimalizační opatření:
Díky použití PWM stmívání a senzoru okolního světla se spotřeba energie při podsvícení sníží o 45 %.
Integrovaný řídicí obvod pro předskladování nabíjení snižuje spotřebu energie řídicího integrovaného obvodu o třicet procent.
30 minut žádná operace nastavena na přechod do režimu spánku, spánkový proud je 0,5 μA.
Reálné výsledky testování ukazují, že výkon celého stroje klesl z 200 mW na 80 mW a nyní může své baterie využívat až do osmi let.
Pouzdro – Přenosný lékařský monitor.
Aplikační scénář: první pomoc venku, potřeba pracovat nepřetržitě 24 hodin.
Výběr LCD: 2,4-palcový OLED (nahrazuje tradiční LCD), ale je velmi drahý; nakonec zvolte nízkoenergetický TFT-LCD s pracovním proudem 12 mA (2,8 V napájení).
Optimalizační opatření:
Použijte regionální obnovovací technologii, aktualizujte pouze ty oblasti snímku, které se změnily v důsledku změny srdeční frekvence, kyslíku v krvi atd.
Integrovaný dynamický{0}}vazební obvod využívá budicí napětí, jejichž velikost byla snížena o hodnotu -5V až -3V;
Moduly 4G s nízkou spotřebou{0}} jako Air780E pro synchronizaci dat a snížení pohotovostního režimu LCD.
Skutečný výsledek testu: spotřeba energie celého stroje klesla o 150 mW na 60 mW a splňuje požadavek na 24hodinové používání.
