一, Klasifikácia jadra a rozdiely v spotrebe energie spôsobov jazdy
Spôsoby riadenia segmentovaných LCD sa delia hlavne do dvoch kategórií: statická jazda a jazda s časovým{0}}rozdelením (dynamická) a existujú významné rozdiely v ich charakteristikách spotreby energie:
1. Statický disk: nízka zložitosť, ale vysoká spotreba energie
Statické riadenie priraďuje každému segmentu displeja nezávislé elektródy a riadi stav displeja konštantným napätím. Jeho výhoda spočíva v jednoduchom obvode a rýchlej rýchlosti odozvy, vyžaduje však veľký počet pinov (napríklad 12 pinov SEG a 1 pin COM pre 3-bitový LCD), čo vedie k zvýšeniu nákladov na čip ovládača.
Bolestivé body spotreby energie:
Nepretržité napájanie: Všetky segmenty displeja si počas periód bez obnovovania udržujú napätie, čo má za následok vysokú statickú spotrebu energie.
Strata kolíkov: Konštrukcia s viacerými kolíkmi zvyšuje impedanciu linky, čo spôsobuje ďalšie tepelné straty.
Použiteľné scenáre: Jednoduché zariadenia s malým počtom segmentov displeja (menej alebo rovných 8 segmentov) a citlivosťou na náklady.
2. Časové rozdelenie: základné riešenie-úspory energie
Pohon s časovým delením využíva technológiu{0}}časového multiplexovania na zdieľanie spoločnej elektródy (COM) medzi viacerými segmentmi a na dosiahnutie ovládania displeja prostredníctvom kombinácie napätia. Medzi jeho základné parametre patrí pracovný cyklus a pomer predpätia, ktoré priamo ovplyvňujú spotrebu energie.
Princíp úspory energie:
Dynamické skenovanie: Aplikujte napätie na COM a SEG iba počas doby hradlovania a resetujte napätie na nulu počas obdobia bez hradlovania, čím sa výrazne zníži statická spotreba energie.
Optimalizácia predpätia: Rozdelením napätia cez odporovú sieť sa generujú viac{0}}úrovňové napätia (napríklad 1/3 predpätie), aby sa znížil neefektívny rozdiel napätia a znížil budiaci prúd.
Typický prípad:
Určitý priemyselný ovládač využíva 1/4 predpätie a 1/8 čas{4}}pracovného cyklu delenia, čo znižuje spotrebu energie o 42 % a zlepšuje rovnomernosť zobrazenia o 15 % v porovnaní so statickým pohonom.
2, Rámec pre výber- energeticky úsporných spôsobov jazdy
1. Vyberte typ ovládača podľa zložitosti zobrazenia
Odporúčané spôsoby jazdy na zobrazenie čísel segmentov a{0}}úsporných efektov
Menší alebo rovný 8-segmentovému statickému riadiacemu obvodu je jednoduchý, ale má vysokú spotrebu energie
Keď sa použije 1/2 predpätie segmentu 9-32, rozdeľovacie kolíky sa znížia o 50 % a spotreba energie sa zníži o 30 %
Keď je predpätie väčšie alebo rovné 32 segmentom a 1/3 alebo 1/4, rozdeľovacie kolíky sa znížia o 70 % a spotreba energie sa zníži o viac ako 50 %
Praktické rady:
Lekárske zariadenia (napríklad elektrokardiografy) zvyčajne používajú 16segmentové displeje LCD s uprednostňovaním 1/3 odchýlky a 1/8 doby pracovného cyklu-divíznych ovládačov, čím sa vyrovnáva energetická účinnosť a jasnosť zobrazenia.
Ak priemyselné prístroje (ako sú tlakové snímače) zobrazujú viac ako 20 segmentov, mala by sa použiť schéma 1/4 odchýlky a 1/16 pracovného cyklu, aby sa predišlo rušeniu signálu spôsobenému príliš veľkým počtom kolíkov.
2. Optimalizácia konfigurácie pomeru predpätia a pracovného cyklu
Zaujatosť a povinnosť sú hlavnými parametrami{0}}časovej jazdy,
Stratégia úspory energie:
Vysoký pracovný cyklus (nízka hodnota zaťaženia): napríklad 1/16 pracovného cyklu môže znížiť počet kolíkov COM, ale je potrebné zvýšiť hodnotu odchýlky (napríklad odchýlku 1/4), aby sa zachoval kontrast displeja, čo môže zvýšiť budiaci prúd.
Nízky pracovný cyklus (vysoká hodnota zaťaženia): Napríklad pri 1/4 pracovného cyklu možno hodnotu Bias znížiť na 1/2, ale je potrebných viac COM pinov, čo zvyšuje náklady na hardvér.
Skúsenosti z odvetvia:
Zariadenia pre inteligentnú domácnosť, ako sú termostaty, zvyčajne používajú schému skreslenia 1/8 pracovného cyklu+1/3 na dosiahnutie rovnováhy medzi počtom kolíkov a spotrebou energie.
Prístroje namontované na vozidle (ako sú rýchlomery) vyžadujú 1/16 pracovného cyklu a 1/4 schému predpätia kvôli vysokým vibráciám prostredia, aby sa zlepšili schopnosti proti-rušeniu, ale spotreba energie sa zvyšuje o 8 % – 12 %.
3. Kľúčový výber čipov ovládača
Výber vyhradených čipov ovládača LCD (napríklad HT1621, TC7211A) môže ďalej optimalizovať spotrebu energie:
Vstavaný oscilátor: nahrádza externé kryštálové oscilátory, znižuje počet komponentov a znižuje spotrebu energie v pohotovostnom režime.
Dynamická regulácia napätia: Automaticky upravte hnacie napätie podľa okolitej teploty, aby ste predišli plytvaniu energiou spôsobenému prepätím.
Režim nízkej spotreby: Podporuje režim spánku, spotreba energie môže byť znížená na úroveň μ A.
prípad
Sieťový snímač využívajúci čip HT1621 komunikuje s MCU cez rozhranie SPI, čím znižuje počet pinov o 60 % a spotrebu energie o 55 % v porovnaní s riešeniami s priamym pohonom.
3, Praktické zručnosti pre-úspornú jazdu
1. Optimalizácia priebehu: znížte neefektívne prepínanie
Synchrónne obnovenie: Zabezpečte synchrónne prepínanie signálov COM a SEG, aby ste sa vyhli prechodným prúdom spôsobeným nesprávnym načasovaním.
Pohon s reverznou fázou: Po každom skenovacom cykle vygenerujte invertovaný tvar vlny, aby ste vyvážili distribúciu náboja a znížili pokles počas životnosti spôsobený-dlhodobým skreslením.
účinok
Určité priemyselné HMI zariadenie znížilo špičkový prechodový prúd z 50 mA na 20 mA a znížilo spotrebu energie o 18 % optimalizáciou priebehu budiacej vlny.
2. Teplotná kompenzácia: Prispôsobte sa zmenám prostredia
Úprava dynamickej odchýlky: Zvýšte hodnotu odchýlky v prostrediach s nízkou{0}}teplotou, aby ste kompenzovali pokles rýchlosti odozvy tekutých kryštálov; Znížte hodnotu skreslenia v prostredí s vysokou teplotou, aby ste predišli skráteniu životnosti spôsobenej nadmernou jazdou.
Prispôsobenie pracovného cyklu: Upravte obnovovaciu frekvenciu podľa intenzity okolitého osvetlenia a znížte pracovný cyklus v prostrediach so slabým osvetlením, aby ste znížili spotrebu energie.
Dátová podpora:
Experimenty ukázali, že teplotná kompenzácia môže kontrolovať kolísanie spotreby energie LCD v rozmedzí ± 5% v rozsahu -20 stupňov až 70 stupňov.
3. Optimalizácia rozloženia: zníženie parazitných parametrov
Krátke zapojenie: Ovládajte dĺžku signálnych vedení COM a SEG do 5 cm, aby ste znížili impedanciu vedenia.
Dizajn tienenia: Omotajte medenú fóliu okolo vysokorýchlostných signálnych liniek- (ako sú hodiny SPI), aby ste znížili spotrebu energie na retransmisiu spôsobenú elektromagnetickým rušením.
prípad
Určitá prístrojová doska automobilu znížila rýchlosť opakovaného prenosu spôsobenú rušením signálu z 3 % na 0,5 % a znížila spotrebu energie systému o 7 % optimalizáciou rozloženia PCB.
