一, Osnovna klasifikacija in razlike v porabi energije med načini vožnje
Metode vožnje segmentiranega LCD-ja so v glavnem razdeljene v dve kategoriji: statična vožnja in (dinamična) vožnja s časovno-deljenjem, pri čemer obstajajo pomembne razlike v njihovih značilnostih porabe energije:
1. Statični pogon: nizka kompleksnost, vendar velika poraba energije
Statični pogon dodeli neodvisne elektrode vsakemu segmentu zaslona in nadzoruje stanje zaslona s konstantno napetostjo. Njegova prednost je v preprostem vezju in hitri odzivnosti, vendar zahteva veliko število zatičev (kot je 12 zatičev SEG in 1 zatič COM za 3-bitni LCD), kar vodi do povečanja stroškov pogonskega čipa.
Bolečine pri porabi energije:
Neprekinjen vklop: vsi segmenti zaslona ohranjajo napetost med obdobji brez osveževanja, kar povzroči visoko statično porabo energije.
Izguba zatičev: zasnova z več zatiči poveča impedanco linije, kar povzroča dodatne toplotne izgube.
Veljavni scenariji: Enostavne naprave z nekaj segmenti zaslona (manj kot ali enako 8 segmentov) in občutljivostjo na stroške.
2. Pogon časovne delitve:-osrednja rešitev za varčevanje z energijo
Pogon s časovno delitvijo uporablja tehnologijo časovnega multipleksiranja-za skupno elektrodo (COM) med več segmenti in doseganje nadzora zaslona s kombinacijo napetosti. Njegovi ključni parametri vključujejo delovni cikel in razmerje prednapetosti, ki neposredno vplivata na porabo energije.
Načelo varčevanja z energijo:
Dinamično skeniranje: Napetost na COM in SEG vključite samo med obdobjem prehoda in ponastavite napetost na nič v obdobju brez prehoda, kar znatno zmanjša statično porabo energije.
Optimizacija prednapetosti: z delitvijo napetosti skozi mrežo uporov se generirajo več{0}}nivojske napetosti (kot je 1/3 prednapetosti), da se zmanjša neučinkovita napetostna razlika in zniža pogonski tok.
Tipičen primer:
Določen industrijski krmilnik sprejme 1/4 prednapetost in 1/8 delovnega cikla časovne-delitve pogona, kar zmanjša porabo energije za 42 % in izboljša enotnost prikaza za 15 % v primerjavi s statičnim pogonom.
2, Okvir za izbiro-energijsko varčnih načinov vožnje
1. Izberite vrsto gonilnika glede na kompleksnost zaslona
Priporočene metode vožnje za prikazovanje številk segmentov in-učinke varčevanja z energijo
Manj kot ali enako 8-segmentnemu statičnemu voznemu krogu je preprosto, vendar ima visoko porabo energije
Ko se uporabi prednapetost segmenta 9-32 1/2, se razcepljeni pogonski zatiči zmanjšajo za 50 %, poraba energije pa se zmanjša za 30 %
Ko je prednapetost večja ali enaka 32 segmentom in 1/3 ali 1/4, se razcepljeni pogonski zatiči zmanjšajo za 70 %, poraba energije pa se zmanjša za več kot 50 %.
Praktični predlogi:
Medicinske naprave (kot so elektrokardiografi) običajno uporabljajo 16-segmentne LCD-je, s prednostjo gonilnikov delitve časovnega cikla 1/3 in 1/8 delovnega cikla, ki uravnotežijo energetsko učinkovitost in jasnost zaslona.
Če industrijski instrumenti (kot so tlačni senzorji) prikazujejo več kot 20 segmentov, je treba uporabiti shemo 1/4 prednapetosti in 1/16 delovnega cikla, da se izognete motnjam signala, ki jih povzroči preveč nožic.
2. Konfiguracija optimizacije prednapetostnega razmerja in delovnega cikla
Pristranskost in dolžnost sta bistvena parametra-časovne vožnje,
Strategija varčevanja z energijo:
Visok delovni cikel (nizka delovna vrednost): kot je delovni cikel 1/16, lahko zmanjša število zatičev COM, vendar mora povečati vrednost Bias (kot je 1/4 pristranskosti), da ohrani kontrast zaslona, kar lahko poveča pogonski tok.
Nizek delovni cikel (visoka delovna vrednost): Na primer, z 1/4 delovnega cikla se lahko vrednost prednapetosti zmanjša na 1/2, vendar je potrebnih več zatičev COM, kar poveča stroške strojne opreme.
Izkušnje v industriji:
Naprave za pametni dom, kot so termostati, običajno uporabljajo shemo pristranskosti 1/8 delovnega cikla+1/3, da dosežejo ravnovesje med številom pinov in porabo energije.
Instrumenti, nameščeni v vozilih (kot so merilniki hitrosti), zahtevajo delovni cikel 1/16 in shemo prednapetosti 1/4 zaradi visokih okoljskih vibracij za izboljšanje zmožnosti proti -motenju, vendar se poraba energije poveča za 8 % -12 %.
3. Ključna izbira gonilnikov
Izbira namenskih gonilnikov LCD (kot sta HT1621, TC7211A) lahko dodatno optimizira porabo energije:
Vgrajeni oscilator: nadomešča zunanje kristalne oscilatorje, zmanjša število komponent in zmanjša porabo energije v stanju pripravljenosti.
Dinamična regulacija napetosti: samodejno prilagodi pogonsko napetost glede na temperaturo okolice, da se izognete porabi energije zaradi prenapetosti.
Način nizke porabe: podpira način mirovanja, porabo energije je mogoče zmanjšati na raven μ A.
primeru
Omrežni senzor, ki uporablja čip HT1621, komunicira z mikrokontrolerjem prek vmesnika SPI, s čimer zmanjša porabo pinov za 60 % in porabo energije za 55 % v primerjavi z rešitvami neposrednega pogona.
3, Praktične spretnosti za-energijsko varčno vožnjo
1. Optimizacija valovne oblike: zmanjšajte neučinkovito preklapljanje
Sinhronsko osveževanje: Zagotovite sinhrono preklapljanje signalov COM in SEG, da se izognete prehodnim tokovom, ki jih povzroči časovna neusklajenost.
Pogon z obrnjeno fazo: po vsakem ciklu skeniranja odda obrnjeno valovno obliko, da uravnotežite porazdelitev naboja in zmanjšate upad življenjske dobe zaradi dolgoročne-pristranskosti.
učinek
Določena industrijska naprava HMI je zmanjšala najvišji prehodni tok s 50 mA na 20 mA in zmanjšala porabo energije za 18 % z optimizacijo pogonske valovne oblike.
2. Temperaturna kompenzacija: Prilagoditev okoljskim spremembam
Prilagoditev dinamične pristranskosti: povečajte vrednost pristranskosti v okoljih z nizko-temperaturo, da kompenzirate zmanjšanje hitrosti odziva tekočih kristalov; Zmanjšajte vrednost pristranskosti v okolju z visoko temperaturo, da se izognete skrajšani življenjski dobi zaradi prekomerne vožnje.
Prilagoditev delovnega cikla: Prilagodite hitrost osveževanja glede na intenzivnost svetlobe okolice in zmanjšajte delovni cikel v okoljih s šibko svetlobo, da zmanjšate porabo energije.
Podatkovna podpora:
Poskusi so pokazali, da lahko temperaturna kompenzacija nadzoruje nihanje porabe energije LCD-ja znotraj ± 5 % v območju od -20 stopinj do 70 stopinj.
3. Optimizacija postavitve: zmanjšajte parazitske parametre
Kratko ožičenje: Nadzirajte dolžino signalnih linij COM in SEG znotraj 5 cm, da zmanjšate impedanco linije.
Zasnova zaščite: ovijte bakreno folijo okoli-hitrostnih signalnih linij (kot so ure SPI), da zmanjšate porabo energije pri ponovnem prenosu, ki jo povzročajo elektromagnetne motnje.
primeru
Armaturna plošča določenega avtomobila je zmanjšala stopnjo ponovnega oddajanja, ki jo povzročajo motnje signala, s 3 % na 0,5 % in zmanjšala porabo energije sistema za 7 % z optimizacijo postavitve PCB.
