مصرف برق معمولی ال سی دی کد سگمنت صنعتی چقدر است؟

一، جوهر فیزیکی مصرف برق در LCD تقسیم‌بندی شده: مکانیسم مصرف انرژی میکرو که توسط میدان الکتریکی هدایت می‌شود
اصل نمایش LCD قطعه‌بندی شده بر اساس تغییرات ویژگی نوری مولکول‌های کریستال مایع تحت اثر میدان الکتریکی است. ساختار هسته آن از دو لایه الکترود شفاف (شیشه ITO)، یک لایه کریستال مایع، فیلم پلاریزه و درزگیر تشکیل شده است. هنگامی که سیگنال AC بیش از ولتاژ آستانه (معمولاً 3-5 ولت) بین الکترودها اعمال می شود، جهت هم ترازی مولکول های کریستال مایع می پیچد و انتقال را برای دستیابی به نمایش تغییر می دهد. این فرآیند برای حفظ میدان الکتریکی فقط به یک جریان سطح میکرو آمپر نیاز دارد و مصرف برق عمدتاً از سه جنبه ناشی می شود:

از دست دادن پلاریزاسیون لایه کریستال مایع: اتلاف دی الکتریک که هنگام چرخش مولکول های کریستال مایع با مقدار معمولی حدود 2-5 μ A/cm² ایجاد می شود.
کاهش رسانایی الکترود: مقاومت شیشه ITO (حدود 10⁻4Ω· سانتی متر) باعث عبور جریان ضعیف می شود و مصرف انرژی متناسب با ناحیه نمایشگر است.
تلفات استاتیکی در مدارهای محرک: از جمله جریان نشتی مقاومت‌ها و خازن‌های تقسیم‌کننده ولتاژ بایاس، معمولاً کمتر از 1μA.
داده‌های اندازه‌گیری واقعی: ال سی دی قطعه‌بندی شده 3.2{2}}اینچی که در یک کنترل‌کننده دمای صنعتی خاص استفاده می‌شود، دارای مصرف برق کل 8.7 میکروآمپر است که با آمپرمتر با دقت بالا در هنگام نمایش استاتیک در 25 درجه اندازه‌گیری می‌شود، که لایه کریستال مایع 6.2 میکروآمپر و مدار محرک 2.5 میکروآمپر است.

2، بازی قدرتمند سیستم های نور پس زمینه: هنر متعادل کردن روشنایی و مصرف انرژی
اگرچه مصرف برق ال سی دی قطعه بندی شده بسیار کم است، اغلب لازم است یک سیستم نور پس زمینه در کاربردهای عملی تجهیز شود تا نیازهای نمایشگر را در محیط های تاریک برآورده کند. مصرف برق نور پس زمینه با تعداد مهره های LED، روش اتصال و جریان رانندگی تعیین می شود:

مقادیر پارامترهای معمولی و تأثیر مصرف برق
جریان یک LED تک 15 میلی آمپر (@ 3.2 ولت) است. به ازای هر LED متصل موازی اضافی، مصرف برق 15 میلی آمپر افزایش می یابد
افزایش تعداد مراحل سری 2-6 می تواند ولتاژ محرک را کاهش دهد
تنظیم چرخه کاری 10٪ -100٪، روشنایی متناسب با مصرف برق
تجزیه و تحلیل مورد: یک دستگاه HMI صنعتی خاص از 6 LED در نور پس زمینه موازی استفاده می کند و مصرف انرژی اندازه گیری شده در روشنایی 50٪ 45 میلی آمپر (6 × 15 میلی آمپر × 50٪) است. اگر به یک اتصال سری از 3 LED سوئیچ کنیم، مصرف برق را می توان با همان روشنایی به 22.5 میلی آمپر (3 × 15 میلی آمپر × 50٪) کاهش داد، اما یک مدار تقویتی لازم است.

3، تاثیر عمیق طرح های رانندگی بر مصرف برق: یک مسیر بهینه از تقسیم ولتاژ مقاومتی تا پمپ شارژ
طراحی مدار درایور ال سی دی تقسیم شده مستقیماً کل مصرف برق سیستم را تعیین می کند. راه حل های رایج عبارتند از:

1. مقاومت درایو تقسیم ولتاژ
اصل: ولتاژ منبع تغذیه MCU به ولتاژ بایاس مورد نیاز ال سی دی (مانند VDD/2، VDD/3) از طریق یک شبکه مقاومت تقسیم می شود.
مصرف برق: جریان نشتی استاتیک حدود 5-10 μ A است، اما اتلاف انرژی در اثر گرمایش مقاومتی ایجاد می شود.
سناریوهای قابل اجرا: تجهیزات صنعتی با هزینه کم و نیاز به دقت نمایش پایین.
مورد آزمایش واقعی: یک متر هوشمند از تقسیم ولتاژ مقاومت برای راه اندازی یک LCD کد سگمنت 8 بیتی، با مصرف برق کل 18 میکرو آمپر تحت منبع تغذیه 5 ولت (بدنه LCD 8 μ A + مقاومت تقسیم ولتاژ 10 μ A) استفاده می کند.

2. درایو تقسیم ولتاژ خازنی
اصل: استفاده از ویژگی های شارژ و دشارژ خازن ها برای تولید ولتاژ بایاس، با تلفات کمتر از تقسیم ولتاژ مقاومتی.
مصرف برق: جریان نشتی استاتیک<1 μ A, driving efficiency increased by 60%.
سناریوی قابل اجرا: پایانه های صنعتی قابل حمل که با باتری تغذیه می شوند.
پیشرفت فناوری: یک آشکارساز گاز دستی از درایو تقسیم کننده ولتاژ خازنی برای دستیابی به 12 ساعت کار مداوم تحت منبع تغذیه 3.3 ولت (ظرفیت باتری 2200 میلی آمپر ساعت) استفاده می کند.

3. درایو تقویت پمپ شارژ
اصل: ولتاژ پایین را از طریق مدار خازن سوئیچ به ولتاژ بایاس مورد نیاز (مانند 12 ولت) LCD افزایش دهید.
مصرف برق: راندمان تبدیل می تواند به 85٪ برسد، اما نیاز به مصرف اضافی منابع MCU دارد.
سناریوهای قابل اجرا: ولتاژ بالا با محدوده دمایی گسترده کد LCD (-40 درجه تا 85 درجه).
معیار صنعت: سری PLC زیمنس S7-1200 از درایو پمپ شارژ استفاده می کند که همچنان می تواند مصرف برق ساکن 5 μA را در محیط 20- درجه حفظ کند.

4، تمرین بهینه سازی مصرف برق در سناریوهای کاربردی معمولی
1. ابزارهای صنعتی: تعادل بین μ A صفحه نمایش استاتیک و تازه سازی دینامیک mA
در دستگاه هایی مانند فرستنده فشار و فلومتر، LCD های کد سگمنت نیاز به نمایش مقادیر اندازه گیری برای مدت طولانی دارند. طرح بهینه سازی شامل:

با استفاده از فیلم پلاریزه بازتابنده، نور پس زمینه به طور کامل خاموش می شود (مصرف برق 100٪ کاهش می یابد).
در حین تازه سازی پویا، فقط بخش های در حال تغییر به روز می شوند و مصرف انرژی اندازه گیری شده از 8 μA ثابت به 12 μA (افزایش 50٪) افزایش می یابد.
2. تجهیزات پزشکی: محدودیت های دوگانه مصرف برق کم و قابلیت اطمینان بالا
در مانیتورهای قابل حمل الکتروکاردیوگرام، بخش LCD باید شرایط زیر را برآورده کند:

نیاز به عمر باتری 5 ساله: از طریق استراتژی نمایش متناوب (نمایش برای 1 ثانیه در خواب برای 9 ثانیه)، میانگین مصرف انرژی به 1.2 میکرو آمپر کاهش می یابد.
سازگاری الکترومغناطیسی: اتخاذ درایو تقسیم ولتاژ خازنی برای جلوگیری از تداخل نویز ناشی از تقسیم ولتاژ مقاومتی.
3. خانه هوشمند: بهینه سازی نهایی هزینه و مصرف برق
در ترموستات هوشمند، بخش LCD باید به موارد زیر دست یابد:

کنترل هزینه در محدوده 0.5 دلار: با استفاده از درایو تقسیم کننده ولتاژ مقاومتی، مصرف برق 5 میکرو آمپر را قربانی می کند در ازای کاهش 40 درصدی هزینه.
سازگاری با دمای پایین: استفاده از درایو پمپ شارژ برای اطمینان از نمایش عادی در -30 درجه.