기술 원칙: LCD의 저-에너지 기반.
LCD의 전력 소비는 주로 백라이트 시스템, 구동 회로, 디스플레이 새로 고침의 3가지 범주에서 발생합니다. 배터리로 구동되는 경우에는 다음과 같은 3가지 개선이 필요합니다. 체계적.
백라이트 시스템: 동적 디밍, 고효율 광원
LCD의 가장 큰 전원 공급 장치는 백라이트(60%-80%)입니다. 기존 제품은 고정-밝기 LED를 사용하며 저전력 요구 사항에 따라 다음과 같은 이점이 있습니다.
PWM 디밍: 아날로그 디밍으로 인한 온도 변화를 방지하기 위해 1kHz 이상의 주파수로 펄스를 변경하여 밝기를 높입니다. 예를 들어, 배터리로 구동되는 EM 수량계는 BH1750과 같은 주변광 센서를 사용하여 실시간- 광도를 얻고 그에 따라 백라이트를 제어하여- 측정된 전력 소비를 40% 이상 줄입니다.
효율적인 광원: 각 0.2W와 같은 저전력 LED를 선택하거나 측면 방출 백라이트를 선택하여 빛 손실을 줄입니다. 일부 고급 장비는 구역 제어 조명을 통해 소비되는 전력을 줄이는 미니 LED 백라이트 기술을 사용합니다.
구동 회로: 사전 저장-충전, 동적 커플링
기존 LCD 드라이버에는 픽셀 커패시터의 지속적인 새로 고침이 필요하므로 동적 전력 요구 사항이 매우 높습니다. Chengdu Jiutian Huaxin의 특허 기술은 다음을 사용하여 문제를 해결합니다.
사전-충전 저장: 현재 프레임의 백라이트가 켜진 기간 동안 신호를 라인에 쓸 필요가 없는 시점에 데이터 신호를 커패시터에 저장하여 라인별 쓰기로 인해 고주파수 스위칭 손실이 발생하지 않도록-합니다.
동적 커플링 보상: 커패시터 자체가 액정 회전을 자체적으로 구동할 수 있도록 커패시터 에너지와 커플링 신호의 에너지 균형을 유지합니다.- 따라서 필요한 총 구동 전압이 감소하여(+5V에서 + 2. 5V로 감소) IC 소비 수치가 소스에서 직접적으로 감소합니다.
Timing optimization: reduce pixel voltage write time from current 16. 7 μ s/line to nearly complete in parallel, extend backlight "ON" time (current 30%-40% of scan, now >70%), 백라이트 절전으로 밝기를 20%-30% 높입니다.
디스플레이 새로 고침: 스마트 수면 및 지역 업데이트
지능형 절전 모드: 최신 LCD 드라이버 IC(예: ILI9341)에는 여러 가지 저전력 모드가 있습니다-. 30초 후에 절전 모드로 전환하려는 경우와 같습니다. 유휴 상태, AVDD, VGH/VGL 전원 차단, 100~120ms 미만의 지연 지연.
지역 새로고침 기술: 숫자 등 변경된 부분만 업데이트하고 화면 전체를 다시 그리지는 않습니다-. "더티"-영역 라벨이 정의되었습니다. 이를 통해 전력 소모량이 30% 이상 감소한 것으로 측정되었습니다.
주요 매개변수: 저전력 LCD 선택 기준-
배터리로 구동되는 계측기 LCD에서는 다음을 선택할 때 주의하십시오.
전력 소비 지수
작동 전류: 3.5인치 TFT – LCD 모듈의 경우 작동 전류는 3.3V에서 공급될 때 일반적으로 60mA 정도의 크기를 갖습니다. 저전력 설계에는 더 낮은 전력이 필요합니다. 20mA 미만.
대기 손실을 방지하려면 절전 전류가 1uA 미만이어야 합니다.
백라이트 전력 소비: 여기서는 LED 백라이트를 선택하고 단일 장치는 0. 5W 이하를 소비합니다.
디스플레이 성능
반대: 1000:1 고대비는 백라이트 밝기 요구 사항을 줄여 전력을 절약할 수 있습니다.
관점: 178도와 같은 넓은 시야각은 사용자가 시야각을 변경하는 빈도를 줄여 상호 작용에 사용되는 전력량을 줄입니다.
해상도: 최대 해상도에 집착하기보다는 필요에 따라 선택하세요. 추가 픽셀을 얻기 위해 더 많은 드라이브를-소비하기 때문입니다.
환경 적응성
작동 온도: 배터리-로 구동되는 장비는 외부로 보내는 경우가 많으며 -40도에서 85도 사이의 온도를 견뎌야 합니다.
보호 수준: IP68은 오랫동안 물에 담길 수 있으며 수질 모니터링 시나리오에 적용 가능합니다.
인터페이스, 통합.
인터페이스 유형 저렴하지만 빠른 I80 또는 고속, 저전력 MIPI DSI 중에서 선택하세요.
통합: 자체 드라이버 IC가 있는 모듈을 선택하면 주변 장치가 많지 않습니다.
시스템 수준 에너지-절약 아키텍처를 위한 최적화 방법론
전체 설계와 협력하여 전체 에너지 절약 아키텍처를 형성하려면 적합한 저전력 LCD를 선택해야 합니다.
전력 관리 최적화
Multi power rails: an external, high efficiency DC-DC boost circuit (TPS61040) is used to create the required ± 10V at >구동 회로 효율 85%.
동적 전원 전환: 디스플레이 상태에 따라 전원 레일을 전환하고, 절전 모드에 있을 때 필수가 아닌 전원 공급 장치를 모두 끄세요.-
소프트웨어 협력 제어
동적 주파수 변조 기술: 표시된 내용에 따라 I80의 클럭 주파수를 자동으로 조정합니다. 샘플은 정지상태에서는 10hz 이하로 내려가거나 움직이면서 60Hz 정도까지 올라가는 등 40%에서 절약된 실제값을 보여줄 수 있는 측정치를 가지고 있습니다.
적응형 밝기 알고리즘: 우리는 다양한 양의 조명을 특정 백분율 밝기(예: 빛이 전혀 없을 때 밝기의 10%만 사용)와 연관시키는 테이블과 주변 센서를 사용하고 결과에 따라 지속적으로 변경하는 테이블을 구축합니다.
하드웨어 저전력 설계-
저전력 MCU: Renesas RL78/L13과 같이 전력 소비가 매우 낮은 MCU를 선택하면 약 100μA/Mhz의 작동 전류만 소모합니다.
누설이 적은 재료: 소비되는 정적 전력을 줄이기 위해 Al2O3와 같은 고유전율 재료가 사전-축적 커패시터 및 유지 커패시터에 사용되고 있습니다.
일반적인 경우: 배터리 전력에 대한 실제 검증.
사례 1: 배터리로 구동되는 EM파 수량계
도시 수도 계량기 : 6년.
3.5인치 TFT LCD,LCD 백라이트 전력 소비: 0.8W, LCD 작동 전류: 15mA(3.3V 공급).
최적화 조치:
PWM 디밍과 주변광 센서를 사용하여 백라이트 전력 소비를 45% 줄였습니다.
통합된 전하 사전 저장 구동 회로는 구동 IC에서 사용하는 전력을 30%까지 줄입니다.
30분 동안 작동하지 않으면 절전 모드로 전환되며 절전 전류는 0.5μA입니다.
실제 테스트 결과에 따르면 전체 기계의 전력이 200mW에서 80mW로 감소했으며 이제 최대 8년 동안 배터리를 사용할 수 있는 것으로 나타났습니다.
케이스 – 휴대용 의료용 모니터.
적용 시나리오: 야외 응급 지원, 24시간 동안 쉬지 않고 일해야 합니다.
LCD 선택: 2.4-인치 OLED(기존 LCD 대체), 그러나 가격이 매우 비쌉니다. 마지막으로 작동 전류가 12mA(2.8V 전원 공급 장치)인 저전력 TFT-LCD를 선택합니다.
최적화 조치:
지역별 새로 고침 기술을 사용하여 심박수, 혈중 산소 등의 변화로 인해 변경된 이미지 영역만 업데이트하세요.
통합된 동적- 커플링 드라이버 회로는 크기가 -5V에서 -3V까지 감소된 구동 전압을 사용합니다.
Air780E와 같은 저전력 4G 모듈은 데이터를 동기화하고 LCD 대기 시간을 줄입니다.
실제 테스트 결과: 전체 기기의 전력 소비가 150mW 감소하여 60mW로 감소했으며 24시간 사용 요구 사항을 충족합니다.
