一, Klasifikace jádra a rozdíly ve spotřebě energie způsobů jízdy
Způsoby řízení segmentovaných LCD se dělí především do dvou kategorií: statické řízení a řízení podle časového{0}}dělení (dynamické) a existují významné rozdíly v jejich charakteristikách spotřeby energie:
1. Statický pohon: nízká složitost, ale vysoká spotřeba energie
Statické řízení přiřazuje každému segmentu displeje nezávislé elektrody a řídí stav displeje konstantním napětím. Jeho výhoda spočívá v jeho jednoduchém obvodu a vysoké rychlosti odezvy, ale vyžaduje velký počet pinů (např. 12 pinů SEG a 1 pin COM pro 3bitový LCD), což vede ke zvýšení nákladů na čip ovladače.
Bolestné body spotřeby energie:
Nepřetržité zapnutí: Všechny segmenty displeje si během období bez obnovení udržují napětí, což má za následek vysokou statickou spotřebu energie.
Ztráta kolíků: Konstrukce s více kolíky zvyšuje impedanci vedení, což způsobuje další tepelné ztráty.
Použitelné scénáře: Jednoduchá zařízení s malým počtem segmentů displeje (méně než nebo rovných 8 segmentům) a citlivostí na náklady.
2. Time division drive: energeticky-úsporné základní řešení
Pohon s časovým dělením využívá technologii časového{0}}multiplexování ke sdílení společné elektrody (COM) mezi více segmenty a dosažení ovládání displeje prostřednictvím kombinace napětí. Mezi jeho základní parametry patří pracovní cyklus a poměr zkreslení, které přímo ovlivňují spotřebu energie.
Princip úspory energie:
Dynamické skenování: Aplikujte napětí na COM a SEG pouze během doby hradlování a resetujte napětí na nulu během periody bez hradlování, což výrazně snižuje statickou spotřebu energie.
Optimalizace předpětí: Rozdělením napětí přes odporovou síť se generují víceúrovňová napětí (jako je předpětí 1/3), aby se snížil neefektivní rozdíl napětí a snížil budící proud.
Typický případ:
Určitý průmyslový řídicí systém využívá 1/4 předpětí a 1/8 pracovní cyklus-divizní jednotky, což snižuje spotřebu energie o 42 % a zlepšuje jednotnost zobrazení o 15 % ve srovnání se statickým pohonem.
2, Rámec pro výběr-úsporných způsobů jízdy
1. Vyberte typ ovladače podle složitosti zobrazení
Doporučené způsoby jízdy pro zobrazení čísel segmentů a{0}}úsporných efektů
Menší nebo rovno 8-segmentový statický budicí obvod je jednoduchý, ale má vysokou spotřebu energie
Když je aplikováno 1/2 předpětí segmentu 9-32, dělicí kolíky se sníží o 50 % a spotřeba energie se sníží o 30 %
Když je předpětí větší nebo rovné 32 segmentům a 1/3 nebo 1/4, dělené kolíky se sníží o 70 % a spotřeba energie se sníží o více než 50 %
Praktické návrhy:
Lékařská zařízení (jako jsou elektrokardiografy) obvykle používají 16segmentové displeje LCD s upřednostněním 1/3 zkreslení a 1/8 doby pracovního cyklu-divizí, které vyvažují energetickou účinnost a jasnost zobrazení.
Pokud průmyslové přístroje (jako jsou tlakové senzory) zobrazují více než 20 segmentů, mělo by být použito schéma 1/4 předpětí a 1/16 pracovního cyklu, aby se zabránilo rušení signálu způsobenému příliš mnoha kolíky.
2. Optimalizace konfigurace předpětí a pracovního cyklu
Zaujatost a povinnost jsou základními parametry řízení{0}}časové divize,
Strategie úspory energie:
Vysoký pracovní cyklus (nízká hodnota zatížení): například 1/16 pracovního cyklu může snížit počet kolíků COM, ale je třeba zvýšit hodnotu předpětí (například předpětí 1/4), aby se zachoval kontrast displeje, což může zvýšit budící proud.
Nízký pracovní cyklus (vysoká hodnota zatížení): Například u 1/4 pracovního cyklu lze hodnotu Bias snížit na 1/2, ale je zapotřebí více COM pinů, což zvyšuje náklady na hardware.
Zkušenosti z oboru:
Zařízení pro chytrou domácnost, jako jsou termostaty, obvykle používají schéma zkreslení 1/8 pracovního cyklu+1/3, aby bylo dosaženo rovnováhy mezi počtem pinů a spotřebou energie.
Přístroje namontované ve vozidle (jako jsou rychloměry) vyžadují 1/16 pracovního cyklu a schéma zkreslení 1/4 kvůli vysokým vibracím okolního prostředí, aby se zlepšily schopnosti proti-rušení, ale spotřeba energie se zvyšuje o 8 % -12 %.
3. Klíčový výběr čipů ovladače
Spotřebu energie lze dále optimalizovat výběrem vyhrazených čipů ovladače LCD (jako jsou HT1621, TC7211A):
Vestavěný oscilátor: nahrazuje externí krystalové oscilátory, snižuje počet součástí a snižuje spotřebu energie v pohotovostním režimu.
Dynamická regulace napětí: Automaticky upraví hnací napětí podle okolní teploty, aby se zabránilo plýtvání energií způsobené přepětím.
Režim nízké spotřeby: Podporuje režim spánku, spotřebu energie lze snížit na úroveň μ A.
věc
Síťový senzor využívající čip HT1621 komunikuje s MCU přes rozhraní SPI, čímž se snižuje počet pinů o 60 % a spotřeba energie o 55 % ve srovnání s řešeními s přímým pohonem.
3, Praktické dovednosti pro-úspornou jízdu
1. Optimalizace průběhu: snížení neefektivního přepínání
Synchronní obnovování: Zajistěte synchronní přepínání signálů COM a SEG, abyste se vyhnuli přechodným proudům způsobeným nesouosostí časování.
Pohon s reverzní fází: Po každém skenovacím cyklu vyšlete inverzní křivku, abyste vyrovnali rozložení náboje a snížili úbytek během životnosti způsobený-dlouhodobým zkreslením.
účinek
Určité průmyslové HMI zařízení snížilo špičkový přechodový proud z 50 mA na 20 mA a snížilo spotřebu energie o 18 % optimalizací průběhu budící vlny.
2. Teplotní kompenzace: Přizpůsobte se změnám prostředí
Úprava dynamického zkreslení: Zvyšte hodnotu zkreslení v prostředí s nízkou teplotou-, abyste kompenzovali pokles rychlosti odezvy tekutých krystalů; Snižte hodnotu vychýlení v prostředí s vysokou teplotou, abyste zabránili zkrácení životnosti způsobené přejížděním.
Přizpůsobení pracovního cyklu: Upravte obnovovací frekvenci podle intenzity okolního světla a snižte pracovní cyklus v prostředí se slabým osvětlením, abyste snížili spotřebu energie.
Datová podpora:
Experimenty ukázaly, že teplotní kompenzace může řídit kolísání spotřeby energie LCD v rozmezí ± 5 % v rozsahu -20 stupňů až 70 stupňů.
3. Optimalizace rozložení: snížení parazitních parametrů
Krátké vedení: Ovládejte délku signálových vedení COM a SEG v rozmezí 5 cm, abyste snížili impedanci vedení.
Konstrukce stínění: Omotejte měděnou fólii kolem vysokorychlostních signálových vedení (jako jsou hodiny SPI), abyste snížili spotřebu energie při opakovaném přenosu způsobenou elektromagnetickým rušením.
věc
Určitá palubní deska automobilu snížila přenosovou rychlost způsobenou rušením signálu ze 3 % na 0,5 % a snížila spotřebu energie systému o 7 % díky optimalizaci rozmístění PCB.
