一, Aparatūros dizaino optimizavimas: srovės nuostolių mažinimas iš šaknies
1. Pasirinkite mažos-galios tvarkyklės lustą
Segmentinio LCD varomąją srovę daugiausia sudaro vairavimo lusto statinis energijos suvartojimas ir dinaminis energijos suvartojimas. Nors tradiciniai tvarkyklės lustai (pvz., HT1621) yra pigūs, jų statinė srovė yra gana didelė (apie 10 μ A @ 3 V). Naujos kartos tvarkyklės lustai (pvz., CXLC8963B) sumažina statinę srovę iki 0,1 μA @ 3V, integruodami energijos valdymo modulius ir konfigūruojamas poslinkio grandines, kartu palaikydami dinaminį 1/2, 1/3 arba 1/4 darbo ciklų reguliavimą, o tai gali sumažinti dinaminį energijos suvartojimą daugiau nei 30%. Pavyzdžiui, naudojant elektros skaitiklius, CXLC8963B optimizuoja įkrovimo siurblio konstrukciją, kad sumažintų VLCD (skystųjų kristalų darbinę įtampą) nuo 5 V iki 3,8 V, tiesiogiai sumažindama važiavimo srovę 40%.
2. Optimizuokite poslinkio įtampą ir darbo ciklo konfigūraciją
Segmentinio LCD varomoji srovė yra glaudžiai susijusi su poslinkio santykiu ir darbo ciklu. Kaip pavyzdį imant 1/4 darbo ciklą, jei naudojama 1/3 poslinkio konstrukcija, pavaros įtampa padalijama į keturis lygius (V3, V2, V1, V0). Dinamiškai reguliuojant įtampos skirtumą tarp SEG (segmento elektrodo) ir COM (bendrojo elektrodo), galima užtikrinti, kad efektyvusis įtampos skirtumas pasirinktame segmente būtų 2/3 VLCD, o ne tik 1/3 VLCD nepasirinktame segmente. Ši konstrukcija ne tik pagerina kontrastą, bet ir sumažina neefektyvią srovę, sumažindama įtampos skirtumą nepasirinktuose segmentuose. Faktiniai bandymo duomenys rodo, kad naudojant 1/4 darbo ciklo+1/3 poslinkio konfigūraciją, važiavimo srovė sumažėja 25 %, palyginti su 1/2 darbo ciklo+1/2 poslinkio schema.
3. Mažo atsparumo medžiagų priėmimas ir išdėstymo optimizavimas
Varomoji srovė yra proporcinga grandinės varžai. Projektuojant PCB, šios priemonės gali žymiai sumažinti atsparumo nuostolius:
Naudojant žemos-temperatūros dreifuojančius lydinio rezistorius, pvz., tikslius rezistorius, kurių leistinoji nuokrypa yra ± 100 ppm/laipsnis, gali sumažinti temperatūros pokyčių poveikį srovei.
Kelvino jungties pritaikymas: pašalinama laidų varžos įtaka srovės aptikimui ir užtikrinamas grįžtamojo ryšio įtampos tikslumas.
Optimizuokite galios kelią: sutrumpinkite laidų ilgį nuo VLCD iki tvarkyklės lusto ir sumažinkite parazitinį induktyvumą. Pavyzdžiui, tam tikrame išmaniojo termostato projekte, sutrumpinus VLCD laidų ilgį nuo 20 mm iki 5 mm, važiavimo srovės svyravimai buvo sumažinti nuo ± 15% iki ± 5%.
2, važiavimo strategijos optimizavimas: dinamiškai koreguokite, kad sumažintumėte energijos suvartojimą
1. PWM pritemdymas pakeičia analoginį pritemdymą
Naudojant tradicinį analoginį pritemdymą, ryškumas reguliuojamas tiesiogiai sumažinant LED foninio apšvietimo srovę, tačiau dėl to gali pasikeisti spalvų temperatūra ir sumažėti efektyvumas. PWM pritemdymas reguliuoja vidutinę srovę, reguliuodamas kvadratinės bangos signalo darbo ciklą (D). PWM pritemdymas turi šiuos privalumus:
Pastovi spalvų temperatūra: palaikykite stabilią LED spalvų temperatūrą, kad išvengtumėte ekrano spalvų nukrypimų.
Platus pritemdymo diapazonas: palaiko 0–100 % ryškumo reguliavimą, atitinkantį stiprios šviesos (pvz., lauko) ir silpno apšvietimo (pvz., nakties) poreikius.
Didelis efektyvumas: išvengiama efektyvumo praradimo, kurį sukelia analoginio pritemdymo srovės sumažėjimas.
Pramoniniuose prietaisuose naudojant 1 kHz PWM dažnį galima išvengti mirgėjimo suvokimo ir sumažinti foninio apšvietimo energijos suvartojimą daugiau nei 40%.
2. Rėmo inversijos vairavimo technologija
Segmentinis skystųjų kristalų ekranas turi būti varomas kintamosios srovės, kad būtų išvengta LCD „nuodijimo DC“. Kadro apvertimas užtikrina, kad ilgalaikė-vidutinė įtampa būtų lygi nuliui, keičiant įtampos poliškumą (A-B-A-B...) kadras po kadro. Pavyzdžiui, nelyginiuose kadruose pasirinktam segmentui taikomas +2/3VLCD slėgio skirtumas; Taikykite -2/3VLCD slėgio skirtumą lygiuose kadruose. Ši konstrukcija ne tik prailgina skystųjų kristalų tarnavimo laiką, bet ir sumažina važiavimo srovę, sumažindama neefektyvų įtampos skirtumą. Tikrieji bandymo duomenys rodo, kad važiavimas atbuline eiga gali sumažinti važiavimo srovės svyravimą nuo ± 20 % iki ± 5 %.
3. Dinaminis darbo ciklo reguliavimas
Dinamiškas darbo ciklo reguliavimas pagal rodomą turinį gali dar labiau sumažinti energijos suvartojimą. Pavyzdžiui:
Statinis ekranas: rodydami fiksuotas vertes (pvz., laiką), naudokite 1/4 darbo ciklą, kad sumažintumėte atnaujinimo dažnį.
Dinaminis ekranas: kai rodomos slenkančios reikšmės (pvz., temperatūros pokyčiai), perjunkite į 1/2 darbo ciklą, kad padidintumėte atsako greitį.
Tam tikras automobilio prietaisų skydelio projektas naudojo šią strategiją, kad sumažintų vidutinę važiavimo srovę nuo 120 μA iki 80 μA, todėl akumuliatoriaus veikimo laikas pailgėjo 33%.
3, atvejo analizė: Mažos galios pramoninio termostato praktika
Tam tikras pramoninis termostatas naudoja tokią schemą, kad sumažintų segmentuoto LCD varomąją srovę:
Aparatinė įranga: pasirinktas CXLC8963B tvarkyklės lustas, sukonfigūruotas 1/4 darbo ciklo+1/3 poslinkio įtampa, o VLCD sumažinta iki 3,8 V.
Vairuotojas: pritaikius PWM pritemdymą (1 kHz) ir važiavimą apverčiant rėmą, foninio apšvietimo energijos suvartojimas sumažinamas 45%.
Sistema: integruotas aplinkos šviesos jutiklis, užtikrinantis prisitaikantį pritemdymą; Sujungus protingą miego režimą ir pertvarų atnaujinimą, vidutinė veikimo srovė sumažinta nuo 150 μA iki 85 μA.
Tikrieji bandymo duomenys rodo, kad šis sprendimas prailgina įrenginio baterijos veikimo laiką nuo 12 mėnesių iki 18 mėnesių ir atitinka ilgalaikius stabilaus veikimo reikalavimus pramoniniuose scenarijuose.
