一, pagrindinė pavaros įtampos funkcija: elektro-optinis skystųjų kristalų molekulių moduliavimas
Skystųjų kristalų ekrano ekrano veikimo principas pagrįstas elektro{0}}optiniu skystųjų kristalų molekulių efektu: skystųjų kristalų sluoksnį veikiant išoriniam elektriniam laukui, molekulinis išdėstymas pasisuka, keičiasi šviesos poliarizacijos kryptis ir taip kontroliuojamas pralaidumas. Šis procesas yra labai jautrus pavaros įtampai:
Slenkstinė įtampa (V-oji): kritinė įtampa, kuriai esant skystųjų kristalų molekulės pradeda suktis. Jei varomoji įtampa yra mažesnė nei V-oji, skystasis kristalas neįjungiamas ir rodomas kaip tamsi būsena; Jei įtampa yra per aukšta, tai gali sukelti pernelyg didelį molekulinį sukimąsi, dėl kurio sumažės kontrastas arba liekamieji vaizdai.
Prisotinimo įtampa (Vsat): įtampa, kuriai esant skystųjų kristalų molekulės pasiekia didžiausią posūkio kampą. Viršijus Vsat, toliau didinant įtampą ryškumas žymiai nepagerės, tačiau gali padidėti energijos suvartojimas ir šilumos gamyba.
Ryšio pavaros reikalavimai: Skystųjų kristalų medžiagos yra jautrios nuolatinei srovei, o ilgalaikis nuolatinės srovės įtampos naudojimas gali sukelti elektrolitines reakcijas, pažeisti skystųjų kristalų molekulinę struktūrą ir sukelti ekrano susiliejimą arba sutrumpinti tarnavimo laiką. Todėl varomoji įtampa turi būti kintamosios srovės bangos forma, o nuolatinės srovės komponentas turi būti mažesnis nei 100 mV.
Atvejis: Tam tikro automobilio prietaisų skydelyje yra TN tipo skystųjų kristalų ekranas, kurio darbinė įtampa yra 3,0 V, o slenkstinė įtampa yra 1,0 V (3,0 V/3). Jei pavaros įtampa svyruoja iki 2,8 V, kai kurie skystųjų kristalų segmentai gali būti neryškūs, nes nepasiekia slenksčio; Jei įtampa pakyla iki 3,5 V, nors tai gali pagerinti ryškumą, tai gali paspartinti LCD senėjimą, todėl po 3 metų kontrastas sumažės 30 %.
2, daugiamatis vairavimo parametrų poveikis ekrano veikimui
1. Poslinkio santykis: kontrasto ir liekamųjų vaizdų balansas
Poslinkio koeficientas apibrėžiamas kaip pavaros įtampos pakopų skaičiaus ir COM (bendrųjų gnybtų) skaičiaus santykis (pvz., . 1/3 Poslinkis reiškia 3 įtampos pakopos). Jo funkcija yra:
Sumažinkite kryžminius trukdžius: suprojektuodami kelis įtampos lygius, įsitikinkite, kad įtampos skirtumas tarp nepasirinkto segmento ir COM yra mažesnis už slenkstį, išvengiant „vaizdų šešėlių“ arba liekamųjų vaizdų.
Optimizuokite kontrastą: kuo didesnis poslinkio santykis (pvz., 1/2 poslinkio), tuo šiurkštesnė įtampos klasifikacija ir kontrastas gali sumažėti; Kuo mažesnis poslinkio santykis (pvz., 1/4 poslinkio), tuo tikslesnė įtampos klasifikacija ir didesnis kontrastas, tačiau vairavimo sudėtingumas didėja.
Techninis pavyzdys:
Vairavimo schemoje 1/4 Duty (4 COM) ir 1/3 Bias, įtampos skirtumas tarp pasirinkto segmento ir COM yra ± VDD (pvz., 3,0 V), o įtampos skirtumas tarp nepasirinkto segmento ir COM yra ± 1/3 VDD (pvz., 1,0 V). Šiuo metu nepasirinkto segmento įtampa yra žemiau slenksčio (1,0 V), efektyviai slopindama liekamuosius vaizdus, o pasirinkto segmento įtampos skirtumas siekia 2,0 V, užtikrindamas didelį kontrastą.
2. Darbo ciklas: atnaujinimo dažnio ir mirgėjimo balansavimas
Darbo ciklas apibrėžiamas kaip vieno COM blokavimo laiko ir viso nuskaitymo ciklo proporcija (pvz., . 1/4 Veikimas reiškia, kad kiekvienas COM blokavimo laikas sudaro 25 % ciklo). Jo poveikis apima:
Atnaujinimo dažnis: kuo mažesnis darbo ciklas, tuo ilgesnis nuskaitymo laikotarpis ir mažesnis atnaujinimo dažnis, dėl kurio simboliai gali mirgėti. Pavyzdžiui, kai 1/4 režimo atnaujinimo dažnis yra 60 Hz, nuskaitymo laikotarpis yra 16,7 ms. Jei darbo ciklas sumažinamas iki 1/8, o nuskaitymo laikotarpis pailginamas iki 33,3 ms, atnaujinimo dažnis sumažėja iki 30 Hz, o žmogaus akis gali suvokti mirgėjimą.
Ryškumo tolygumas: esant mažiems darbo ciklams, įtampos skirtumas tarp nepasirinkto segmento ir COM gali svyruoti dėl ilgo nuskaitymo laikotarpių, todėl ryškumas gali būti netolygus.
Sprendimas:
Padidinus kadrų dažnį (pvz., nuo 60 Hz iki 120 Hz) arba pritaikius kelių lygių poslinkio dizainą (pvz., 1/4 darbo, 1/3 poslinkio), atnaujinimo dažnis ir ryškumo vienodumas gali būti palaikomas esant mažiems darbo ciklams.
3. Pavaros bangos formos dizainas: DC komponentų pašalinimas ir atsako optimizavimas
Važiavimo bangos forma turi atitikti šiuos reikalavimus:
Simetrija: teigiamos ir neigiamos pusės ciklo įtampos amplitudės yra lygios, užtikrinant, kad nuolatinės srovės komponentas būtų lygus nuliui. Pavyzdžiui, 1/2 poslinkio schemoje pasirinkta segmento bangos forma yra +1.5V (pirmasis pusciklas) ir -1,5 V (antrasis pusciklas), o nepasirinktas segmentas yra 0 V.
Nuolydžio kontrolė: įtampos kilimo / kritimo kraštas turi būti švelnus, kad būtų išvengta atsilikimo dėl uždelsto skystųjų kristalų molekulių atsako. Pavyzdžiui, TFT-LCD ne-tiesinis ryšys tarp pavaros įtampos ir pralaidumo optimizuojamas taikant gama korekciją, kad būtų užtikrintas vienodas ryškumas esant žemai pilkos spalvos lygiui.
Pramonės atvejis:
Tam tikrame medicininiame monitoriuje naudojamas STN tipo skystųjų kristalų ekranas, o originali važiavimo bangos forma turi nuolatinės srovės komponentą (iki 50 mV), todėl po vienerių metų naudojimo ekranas yra neryškus. Optimizavus įkrovimo siurblio grandinę ir registro konfigūraciją, nuolatinės srovės komponentas sumažinamas iki 20 mV, o ekrano tarnavimo laikas pailgėja iki 5 metų.
3, Pramonės praktika: tipiški važiavimo įtampos optimizavimo sprendimai
1. Automobilių prietaisų skydelis: įtampos stabilumas plačioje temperatūros aplinkoje
Automobilio prietaisų skydelis turi stabiliai veikti nuo -40 laipsnių iki 85 laipsnių temperatūroje, o važiavimo įtampa turi prisitaikyti prie temperatūros pokyčių:
Temperatūros kompensavimas: skystųjų kristalų medžiagų slenkstinė įtampa mažėja didėjant temperatūrai (pvz., Vth=2.5V, kai -40 laipsnių, ir Vth=1.2V, kai temperatūra 85 laipsniai). Dinamiškai reguliuokite pavaros įtampą naudodami įmontuotą temperatūros jutiklį ir DAC (skaitmeninį į analoginį keitiklį), kad užtikrintumėte nuoseklų kontrastą.
Apsaugos nuo trukdžių konstrukcija: Esant stipriai elektromagnetinių trukdžių aplinkai variklio skyriuje, diferencialo pavara ir ekranuoti kabeliai naudojami įtampos svyravimams valdyti ± 0,1 V ribose ir išvengti ekrano mirgėjimo.
poveikis
Taikant aukščiau pateiktą schemą, tam tikro transporto priemonės modelio prietaisų skydelio kontrasto svyravimai sumažėjo nuo ± 30% iki ± 5% diapazone nuo -40 laipsnių iki 85 laipsnių, o ekrano aiškumas buvo žymiai patobulintas.
2. Buitinė elektronika: mažo energijos suvartojimo ir didelio kontrasto balansavimas
Išmanieji telefonai ir kita plataus vartojimo elektronika yra jautrūs energijos suvartojimui, o varomosios įtampos projektavimas turi subalansuoti mažas energijos sąnaudas ir didelį kontrastą:
Dinaminis įtampos reguliavimas: reguliuokite foninio apšvietimo įtampą pagal aplinkos apšvietimo intensyvumą (pvz., padidinkite ją iki 5,0 V esant stipriam apšvietimui ir sumažinkite iki 3,0 V esant silpnam apšvietimui), optimizuodami LCD varomąją įtampą (pvz., sumažinkite ją nuo 3,3 V iki 2,8 V), todėl bendras energijos suvartojimas sumažėja 40 %.
Kelių lygių poslinkis: Pritaikius 1/8 darbo ir 1/4 poslinkio dizainą, išlaikant didelį kontrastą, pavaros įtampos pakopų skaičius padidinamas nuo 3 (1/3 poslinkis) iki 4, sumažinant vieno žingsnio įtampos amplitudę ir energijos suvartojimą.
duomenis
Tam tikras išmanusis telefonas sumažino ekrano energijos suvartojimą nuo 120 mW iki 70 mW, o baterijos veikimo laikas pailgėjo 15 %.
3. Pramoninis valdymas: didelio patikimumo pavaros grandinės dizainas
Pramoninei valdymo įrangai reikalingas ilgalaikis{0}}stabilus veikimas, o pavaros grandinė turi būti labai patikima:
Perteklinė konstrukcija: naudojant dvigubo įkrovimo siurblio grandinę, ji automatiškai persijungia į atsarginę grandinę, kai sugenda pagrindinis įkrovimo siurblys, užtikrinant stabilią pavaros įtampą.
Gedimų diagnostika: važiavimo įtampos svyravimų stebėjimas realiuoju laiku per MCU. Jei svyravimai viršija ± 5%, suveikia aliarmas ir įrašomas gedimų žurnalas, kad būtų lengviau atlikti techninę priežiūrą.
atvejis
PLC įranga tam tikroje gamykloje taiko pirmiau nurodytą schemą, o po nepertraukiamo veikimo 5 metus, pavaros įtampos svyravimai vis dar kontroliuojami ± 2%, o gedimų lygis sumažinamas 80%.
