一, Aparatūras dizaina optimizācija: strāvas zudumu samazināšana no saknes
1. Izvēlieties mazjaudas draivera mikroshēmu.{1}}
Segmentētā LCD piedziņas strāva galvenokārt sastāv no statiskā jaudas patēriņa un braukšanas mikroshēmas dinamiskā jaudas patēriņa. Lai gan tradicionālajām draiveru mikroshēmām (piemēram, HT1621) ir zemas izmaksas, to statiskā strāva ir salīdzinoši augsta (apmēram 10 μ A @ 3 V). Jaunās paaudzes draiveru mikroshēmas (piemēram, CXLC8963B) samazina statisko strāvu līdz 0,1 μA @ 3V, integrējot jaudas pārvaldības moduļus un konfigurējamas nobīdes shēmas, vienlaikus atbalstot 1/2, 1/3 vai 1/4 darba ciklu dinamisku pielāgošanu, kas var samazināt dinamisko enerģijas patēriņu par vairāk nekā 30%. Piemēram, elektrisko skaitītāju lietojumos CXLC8963B optimizē uzlādes sūkņa konstrukciju, lai samazinātu VLCD (šķidro kristālu darba spriegumu) no 5 V līdz 3,8 V, tieši samazinot braukšanas strāvu par 40%.
2. Optimizējiet nobīdes spriegumu un darba cikla konfigurāciju
Segmentētā LCD piedziņas strāva ir cieši saistīta ar nobīdes attiecību un darba ciklu. Ņemot par piemēru 1/4 darba ciklu, ja tiek izmantots 1/3 nobīdes dizains, piedziņas spriegums tiek sadalīts četros līmeņos (V3, V2, V1, V0). Dinamiski regulējot sprieguma starpību starp SEG (segmenta elektrodu) un COM (kopējo elektrodu), var nodrošināt, ka efektīvā sprieguma starpība izvēlētajā segmentā ir 2/3 VLCD, nevis tikai 1/3 VLCD neizvēlētajā segmentā. Šis dizains ne tikai uzlabo kontrastu, bet arī samazina neefektīvo strāvu, samazinot sprieguma starpību neatlasītos segmentos. Faktiskie testa dati liecina, ka, izmantojot 1/4 darbības cikla+1/3 nobīdes konfigurāciju, braukšanas strāva tiek samazināta par 25%, salīdzinot ar 1/2 darbības cikla+1/2 nobīdes shēmu.
3. Materiālu ar zemu pretestību pieņemšana un izkārtojuma optimizācija
Braukšanas strāva ir proporcionāla ķēdes pretestībai. PCB projektēšanā šādi pasākumi var ievērojami samazināt pretestības zudumus:
Izmantojot zemas-temperatūras dreifējošas sakausējuma rezistorus, piemēram, precīzijas rezistorus ar pielaidi ± 100 ppm/grādi, var samazināt temperatūras izmaiņu ietekmi uz strāvu.
Kelvina savienojuma pieņemšana: novērš vadu pretestības ietekmi uz strāvas noteikšanu un nodrošina atgriezeniskās saites sprieguma precizitāti.
Optimizējiet strāvas ceļu: saīsiniet vadu garumu no VLCD līdz draivera mikroshēmai un samaziniet parazitāro induktivitāti. Piemēram, noteiktā viedā termostata projektā, saīsinot VLCD vadu garumu no 20 mm līdz 5 mm, braukšanas strāvas svārstības tika samazinātas no ± 15% līdz ± 5%.
2, braukšanas stratēģijas optimizācija: dinamiski pielāgojiet, lai samazinātu enerģijas patēriņu
1. PWM aptumšošana aizstāj analogo aptumšošanu
Tradicionālā analogā aptumšošana nodrošina spilgtuma regulēšanu, tieši samazinot LED fona apgaismojuma strāvu, taču tas var izraisīt krāsu temperatūras nobīdi un efektivitātes samazināšanos. PWM aptumšošana kontrolē vidējo strāvu, pielāgojot kvadrātviļņu signāla darba ciklu (D). PWM aptumšošanai ir šādas priekšrocības:
Pastāvīga krāsu temperatūra: saglabājiet stabilu LED krāsu temperatūru, lai izvairītos no displeja krāsu novirzēm.
Plašs aptumšošanas diapazons: atbalsta spilgtuma regulēšanu no 0% līdz 100%, apmierinot spēcīgas gaismas (piemēram, āra) un vāja apgaismojuma (piemēram, nakts) ainu vajadzības.
Augsta efektivitāte: novērš efektivitātes zudumu, ko izraisa strāvas samazināšanās analogajā aptumšošanas režīmā.
Rūpnieciskajos instrumentos, izmantojot 1kHz PWM frekvenci, cilvēka acs var izvairīties no mirgošanas un samazināt fona apgaismojuma enerģijas patēriņu par vairāk nekā 40%.
2. Rāmja inversijas braukšanas tehnoloģija
Segmentētais LCD ir jādarbina ar maiņstrāvu, lai izvairītos no LCD "saindēšanās līdzstrāvas". Kadra apgriešana nodrošina, ka ilgtermiņa-vidējais spriegums ir nulle, mainot sprieguma polaritāti (A-B-A-B...) pa kadram. Piemēram, nepāra numurētos kadros atlasītajam segmentam tiek piemērota spiediena starpība +2/3VLCD; Izmantojiet -2/3VLCD spiediena starpību vienmērīgos kadros. Šis dizains ne tikai pagarina šķidro kristālu kalpošanas laiku, bet arī samazina braukšanas strāvu, samazinot neefektīvo sprieguma starpību. Faktiskie testa dati liecina, ka braukšana ar kadru atpakaļgaitā var samazināt braukšanas strāvas svārstības no ± 20% līdz ± 5%.
3. Dinamiskā darba cikla regulēšana
Dinamiska darba cikla pielāgošana, pamatojoties uz parādīto saturu, var vēl vairāk samazināt enerģijas patēriņu. Piemēram:
Statiskais displejs: kad tiek rādītas fiksētas vērtības (piemēram, laiks), izmantojiet 1/4 darba ciklu, lai samazinātu atsvaidzes intensitāti.
Dinamiskais displejs: kad tiek rādītas ritināšanas vērtības (piemēram, temperatūras izmaiņas), pārslēdzieties uz 1/2 darba ciklu, lai palielinātu reakcijas ātrumu.
Konkrēts automašīnas informācijas paneļa projekts izmantoja šo stratēģiju, lai samazinātu vidējo braukšanas strāvu no 120 μA līdz 80 μA, kā rezultātā akumulatora darbības laiks palielinājās par 33%.
3. Gadījuma izpēte: Rūpnieciskā termostata mazjaudas prakse
Noteikts rūpnieciskais termostats izmanto šādu shēmu, lai samazinātu segmentētā LCD piedziņas strāvu:
Aparatūra: ir atlasīta CXLC8963B draivera mikroshēma, konfigurēta ar 1/4 darba cikla+1/3 nobīdes spriegumu, un VLCD ir samazināts līdz 3,8 V.
Vadītājs: izmantojot PWM aptumšošanu (1kHz) un braukšanu ar kadru atpakaļgaitā, fona apgaismojuma enerģijas patēriņš tiek samazināts par 45%.
Sistēma: integrēts apkārtējās gaismas sensors, lai panāktu adaptīvu aptumšošanu; Apvienojot viedo miegu un nodalījuma atsvaidzināšanu, vidējā darba strāva ir samazināta no 150 μA līdz 85 μA.
Faktiskie testa dati liecina, ka šis risinājums pagarina ierīces akumulatora darbības laiku no 12 mēnešiem līdz 18 mēnešiem, atbilstot rūpniecisko scenāriju ilgtermiņa stabilas darbības prasībām.
