چگونه روشنایی نور پس زمینه و مصرف انرژی را متعادل کنیم؟

ماهیت فیزیکی نور پس زمینه در مصرف انرژی: رابطه مربع بین شدت نور و جریان.

با توجه به مصرف برق توسط سیستم های نور پس زمینه؛ اصول کلی وجود دارد که می توان از فیزیک استخراج کرد: اگر به میزان مصرف انرژی نگاه کنید، آنچه در اینجا مهم است این است که جریان محرک چقدر قوی می شود. بیشتر این موارد برای نور پس‌زمینه LCD/Mini LED نیز صدق می‌کند: LCD به عنوان نقطه شروع به ماژول‌های نور پس‌زمینه نیاز دارد، mini{1}}LED با استفاده از ردیف‌های متراکم تراشه‌های LED میکرو-مناطقی از روشنایی کنترل‌شده ایجاد می‌کند، بنابراین مقدار کل مصرف شده به تعداد روشن‌شده و همچنین سطح فعلی آنها بستگی دارد.

معمولاً وقتی در تلویزیون 85 اینچی مینی ال ای دی خود چند ویدیوی HDR را پخش می کنم، در صورتی که پارتیشن نور پس زمینه روشن باشد و روشنایی کامل که حدود 1000 نیت است، حدود 400 وات مصرف می کنم. اما وقتی به sdr تبدیل می‌شویم و سپس تا حدود دویست وات کم می‌کنیم، به طور چشمگیری کاهش می‌یابد، در واقع تا حد بسیار زیادی، بنابراین الان حدود دوازده. مقایسه به ما نشان می دهد که میزان روشنایی با استفاده از توان چقدر تأثیر می گذارد.

فناوری کم نور پویا: دستکاری دقیق، در سراسر جهان یا در سطح دانه ای آن.

برای شکستن "روشنایی بالا=مصرف انرژی بالا"، صنعت فناوری کاهش نور پویا چند سطحی را توسعه داد که روشنایی و مصرف انرژی را با تجزیه و تحلیل محتوای نمایشگر و نور محیط در زمان واقعی-تعادل می‌کند.

کم نور جهانی پویا (LABC).

کنترل روشنایی تطبیقی ​​نور (LABC) با روشنایی محیط از سنسورها کنترل می شود و سپس روشنایی را مطابق این الگوریتم ها تنظیم می کند. به عنوان مثال:

سناریوی محیط تاریک هنگامی که نور محیطی < 100 لوکس روشنایی نور پس زمینه به 50 nts کاهش می یابد و 60٪ قدرت را کاهش می دهد.

وضعیت نور شدید: در فضای باز در زیر نور مستقیم خورشید، روشنایی نور پس از 800 نیت برای حفظ دید خوب صفحه نمایش افزایش یافته است.

اجرای فنی: سنسور نور سیگنال نور را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. یک تراشه محرک بهترین سطح روشنایی را از طریق یک محاسبه PID مشخص می کند. همچنین بر روی مکانیزم کاهش نور PWM کار می کند. بر اساس برخی داده‌های تولیدکنندگان گوشی‌های هوشمند، فناوری LABC می‌تواند همزمان استفاده از استحکام صفحه‌نمایش را 15%-20% کاهش دهد و دید افراد نسبت به صفحه‌نمایش خود را حتی بهتر کند.

تیرگی محلی

منبع نور LCD و mini LED می‌تواند از فناوری کاهش نور محلی استفاده کند که می‌تواند با تغییر تنها برخی از بخش‌های قدرت نور پس‌زمینه بدون استفاده از توان بیش از حد، کنتراست بهتری را در نمایشگر از «نقاط روشن‌تر از حد معمول سفیدتر و نقاط تاریک تاریک‌تر» داشته باشد. مانند مثال:

نور پشتی مینی LED صفحه نمایش است که به صدها تا هزار قسمت تقسیم شده است و هر کدام کنترل خاص خود را بر جریان LED دارند. نمایش صحنه های سیاه می تواند LED پارتیشن منطبق را خاموش کند تا "سیاه واقعی" ایجاد شود و در مصرف انرژی صرفه جویی شود.

نور پس‌زمینه LCD ورودی جانبی: از طریق بهینه‌سازی توزیع نور با استفاده از الگوی نقطه‌ای روی صفحه راهنمای نور و همراه با الگوریتم کاهش نور پویا برای کاهش نور پس‌زمینه در هنگام نمایش محتویات تیره‌تر.

پشتیبانی از داده ها: پس از استفاده از کم نور محلی منطقه 2000، تلویزیون ال ای دی مینی 65 اینچی 35 درصد انرژی بیشتری نسبت به حالتی که در حالت کم نور جهانی برای محتوای تاریکی بالا بود صرفه جویی کرد و همچنین نسبت کنتراست را 1000000 : 1 افزایش داد.

Content Adaptive Control (CABC): 优化像素级的电能消耗.

کنترل روشنایی تطبیقی ​​محتوا (CABC) برای ایجاد کنترل پویا بر شدت نور پس‌زمینه و مقیاس خاکستری پیکسل است که توزیع روشنایی محتویات نمایش داده شده را تجزیه و تحلیل می‌کند و بین «تصویر بدون تغییر» و «توان ذخیره‌شده» توافق خوبی ایجاد می‌کند. منطق اصلی اینجاست:

تجزیه و تحلیل تصویر: هدایت تراشه برای محاسبه هیستوگرام تصویر و یافتن نسبت قسمت های روشن و تاریک.

تنظیم نور پس زمینه: شدت نور پس زمینه را با توجه به توزیع روشنایی محتوا، از 100٪ به 70٪ کاهش دهید.

جبران پیکسل: سطوح خاکستری پیکسل ها را افزایش دهید مانند افزایش (100،100،100) → (140،140،140) برای روشن شدن به دلیل نور پس زمینه کمتر.

سناریوی کاربردی:

تصویر ایستا: عکس ها/اسناد با کاهش 30 درصدی نور پس زمینه از طریق CABC نمایش داده می شوند، اما تصاویر از طریق جبران پیکسل روشن می مانند.

ویدئوی پویا: اوج درخشندگی HDR با cabc، آن را کمی افزایش می‌دهد، اما هنوز هم کمی افزایش می‌یابد، برای صحنه‌هایی که جزئیات زیادی وجود دارد که ما می‌خواهیم بیشتر ببینیم و سپس نور پس‌زمینه‌هایی را که هیچ کاری انجام نمی‌دهند، پایین می‌آوریم.

داده های صنعت: پس از استفاده از فناوری CABC، رایانه تبلتی که صفحه وب را مرور می کند، 18 درصد انرژی کمتری مصرف می کند و یک ویدیو 12 درصد کارآمدتر است، کاربر به طور ذهنی هیچ مشکل کیفیتی پیدا نمی کند.

نوآوری در مواد و مدارها: کاهش مصرف برق از ریشه

نوآوری در سخت افزار نیز باید جدا از الگوریتم های نرم افزاری مورد توجه قرار گیرد. صنعت بهبودهای خود را در قالب افزایش بهره وری انرژی با بهبود مواد برای نور پس زمینه مورد استفاده، و نحوه ساخت و استفاده از آن انجام می دهد.

مواد درخشان کارآمد

نقاط کوانتومی: LED آبی را در یک فیلم نقطه کوانتومی بپیچید تا فقط نورهای بسیار قرمز و بسیار سبز را برای افزایش روشنایی نور (lm/W) بتاباند و نور پس‌زمینه مصرف انرژی کمتری داشته باشد. کارایی نور پس‌زمینه: تلویزیون LCD کوانتومی نقطه‌ای 25 درصد کارایی نور پس‌زمینه بالاتری نسبت به تلویزیون سنتی دارد.

تراشه مینی LED: از ساختار تراشه فلیپ استفاده می کند تا انسداد الکترود کاهش یافته و بازده نوری افزایش یابد. یک تراشه مینی LED از یک شرکت دارای راندمان نورانی 200lm/W است که 40 درصد بیشتر از LED های معمولی است.

مدار تقویت کننده درایو را بهبود بخشید

مدار رانندگی با نور پس زمینه با افزایش ولتاژ با استفاده از فناوری منبع تغذیه سوئیچینگ که راندمان آن بر میزان برق مصرفی تأثیر می گذارد. صنعت این نوع بهینه سازی ها را برای بهبود انجام خواهد داد:

تکنیک اصلاح همزمان{0}}: استفاده از MOSFET به جای دیود برای تلفات کمتر، e±cience بالاتر > 95%.

فرکانس کاهش نور پویا: فرکانس PWM را بر اساس نیاز خود تغییر دهید، آن را با نورهای روشن کمتر کاهش دهید تا بتوانید تلفات سوئیچینگ را کاهش دهید.

کنترل جریان هوشمند: جریان LED را در زمان واقعی{0}}با استفاده از یک حلقه بازخورد تنظیم می‌کند تا انرژی ناشی از راندن بیش از حد LEDها هدر نرود.

مورد: پس از استفاده از تراشه درایور GaN، بازده درایو نور پس‌زمینه برخی از تلفن‌های هوشمند از 85 درصد زمانی که 500 نیت است به 92 درصد افزایش می‌یابد. در عین حال صرفه جویی در مصرف انرژی حدود 0.3 وات است.