الأساس الفني للتشغيل بجهد منخفض: التعاون بين مادة الكريستال السائل- ودوائر التشغيل.
خصائص استجابة المجال الكهربائي للمواد البلورية السائلة
تحت تأثير المجال الكهربائي على التغيرات في ترتيب جزيئات الكريستال السائل لشاشات الكريستال السائل. TN على سبيل المثال؛ عندما لا يكون هناك جهد، فإن الجزيئات ترتب نفسها في شكل لولبي يسمح للضوء بالمرور بحرية، ولكن بمجرد إدخال الجهد، فإنها تصطف بالتوازي مع كل ما يخلق المجال الكهربائي الذي يحجب الضوء تمامًا. هذه العملية حساسة للغاية لعتبة الجهد.
عتبة Vltage أو Vth هي تلك الكمية الحرجة من الجهد بالفولت التي ستبدأ في انحراف جزيئات البلورة السائلة ويمكن العثور على هذا الرقم بشكل عام حوالي 2 - 3 فولت.
جهد التشبع (Vsat)، مستوى الجهد المطلوب لتحقيق انحراف كامل للبلورات السائلة، يكون في الغالب حوالي 4 - 6 V.
وشاشات LCD للأجهزة الحديثة، يمكنها الحصول على قيمة Vth الخاصة بها على طول الطريق تحت 1. 5V إذا كنت تستخدم الأشياء الصحيحة مثل تحسين وصفات البلورات السائلة (إضافة فلورو- أو cyano-شيء ما؟) ، فلا تزال جيدة جدًا في صنع أشياء داكنة ساطعة > 1000 : 1 ولكن بسرعة تصل إلى 10 مللي ثانية، لذا فهذا يشبه سبب رغبتنا في العمل بفولت أقل.
تصميم الجهد المنخفض لدائرة القيادة.
ستأخذ دائرة تشغيل LCD التقليدية مصدرًا للطاقة تم توفيره بخطوة إضافية تقريبًا ويصل إلى حوالي عشرة إلى عشرين فولتًا لتشغيل شاشة الكريستال السائل الخاصة بك، ولكن الآن لديك هذا النوع من التكنولوجيا في أكثر من جهاز LCD حديث مثل هذا. يمكن للتكنولوجيا التي ننظر إليها أن تفعل الشيء ذو الجهد المنخفض بشكل جيد من تلقاء نفسها.
دمج محرك IC: مثل SED1520، T6963c وما إلى ذلك، دوائر مضخة الشحن المتكاملة هذه، يمكن أن تزيد 3.3 فولت في الجهد اللازم للكريستال السائل، وتكون قادرة على الاتصال مباشرة بمنفذ الإدخال / الإخراج لوحدة التحكم الدقيقة، وبالتالي تقليل كمية الأجزاء الخارجية.
DVS: يقوم بتغيير جهد القيادة ديناميكيًا وفقًا لما يتم عرضه. مثل خفض الجهد إلى 2.5 فولت عند عرض بعض النصوص ورفعه مرة أخرى إلى 3.3 فولت لعرض الصور المتحركة، مما يوفر استهلاك الطاقة وكذلك النتائج التي يتم الحصول عليها.
وضع العرض منخفض الطاقة: يمكنه دعم وظيفة التحديث الجزئي ووضع السكون. على سبيل المثال، يمكن لجهاز القياس الذكي تحديث جزء عرض الوقت فقط عندما يكون في وضع الاستعداد، مما يقلل من استخدام الطاقة إلى أقل من 0.1 ميجاوات.
حالات تطبيق الصناعة: الاستخدام الشائع لشاشات الكريستال السائل ذات الجهد المنخفض.
الأدوات الصناعية: التشغيل في ظل ظروف صعبة.
في البتروكيماويات/التعدين وما إلى ذلك، تعمل الأدوات من -40 درجة إلى +85 درجة. تستخدم بعض أنواع أدوات HMI الصناعية الخاصة بالعلامة التجارية شاشة LCD مقوية على البارد ويتم تشغيلها بواسطة هذه التقنية.
طبقة تسخين مدمجة: تم دمج طبقة تسخين ITO داخل الطبقة الأساسية لشاشة LCD وهي مقترنة بمصدر الإضاءة الخلفية؛ تتم إدارة كمية الطاقة الحرارية المستخدمة تلقائيًا عبر أداة الكشف عن درجة الحرارة بحيث يعمل كل شيء بشكل صحيح عند 3.3 فولت تحت درجة حرارة منخفضة (سالب عشرين درجة مئوية).
تصميم موسع لإمدادات الطاقة: يدعم مدخل 9-36 فولت، ويوفر 3.3 فولت ثابتًا عن طريق تحويل DC-DC، وهو قادر على التكيف مع الفولتية المختلفة في مكان العمل.
العداد الذكي: حل للعرض مع عمر بطارية طويل للغاية
يجب أن تعمل أجهزة القياس الذكية لفترة طويلة (أكثر من 10 سنوات) كما أنها تستخدم المزيد من الطاقة. نموذج لعداد الكهرباء أحادي الطور الذي يستخدم شاشة LCD من النوع العاكس حيث أن شاشة العرض الخاصة به تحتوي على عملية الجهد المنخفض التالية.
الإضاءة الخلفية-تصميم مجاني: استخدم الإضاءة المحيطة للانعكاس على شاشتك حتى لا تكون هناك حاجة إلى وحدة الإضاءة الخلفية وستعمل عند 2 فولت أو أقل.
تقنية القيادة المجزأة: يتم تقسيم محتويات العرض إلى أجزاء متعددة. قم بقيادة كل جزء على حدة لتقليل استخدام الطاقة غير الضروري. البيانات المقاسة، يمكن رؤيتها من الصورة أعلاه، حيث يعرض العداد استهلاك الطاقة فقط 0. 05 ميجاوات / سم 2 بجهد 3.3 فولت.
المعدات الطبية: أولاً وقبل كل شيء، السلامة أولاً، تصميم الجهد المنخفض
يؤدي التشغيل بجهد منخفض إلى تقليل خطر التعرض لصدمة كهربائية في جهاز العرض المحمول، أو جهاز قياس نسبة السكر في الدم، وما إلى ذلك. والآن، بالنسبة لعلامة تجارية خاصة جدًا للشاشة المحمولة-تم دمج النوع التالي من أجهزة الأمان.
مصدر طاقة معزول: يتم العزل بين الإدخال والإخراج باستخدام المحول، تأكد من أن الجهد الكهربي في جزء الاتصال مع المريض أقل من 6 فولت.
تكرار بطارية Dul: تم تصميمه باستخدام 2* 1.5 فولت AA، طاقة 3.3 فولت من المعزز، لا يزال يظهر بعد نفاد بطارية واحدة.
مشاكل وحلول الموثوقية.
في ظل الجهد المنخفض، تظهر مشكلات توحيد العرض.
إذا كان الفولت أقل من 2.5 فولت، فستنتج شاشة LCD جزءًا أغمق بسبب عدم وجود انحراف كافٍ. الحل هو:
التحسين الهيكلي للوحة توجيه الضوء: لوحة توجيه ضوء المنشور الصغير لتحسين استخدام الضوء الخلفي. كما هو الحال في حالة أخرى، مثل عندما تمكنت شاشة LCD بلوحة عدادات السيارة من زيادة تجانس سطوعها بنسبة تصل إلى 92% فقط عن طريق استخدام نوع مختلف من لوحة توجيه الضوء عند ثلاثة فولت (3 فولت) من الكهرباء.
تعديل التباين الديناميكي: ضبط تباين العرض تلقائيًا وفقًا لقوة الضوء البيئي. بيئة الإضاءة القوية (> 10000lux) يزداد التباين إلى 1000:1، للتعويض عن انخفاض السطوع بسبب انخفاض الجهد المنخفض.
تأخير الاستجابة في ظل بيئة درجة حرارة منخفضة
تزداد لزوجة البلورات السائلة عندما تكون باردة، وكذلك أوقات رد فعلها. تعمل شاشة LCD معينة للوحة أجهزة القياس في السيارة- على إصلاح هذه المشكلة باستخدام هذه التقنيات:
ITO heating film: Transparent heating films on either side of the liquid crystal layer for keeping the temp. at >0 درجة مع رد فعل سريع<15ms.
خوارزمية التسخين المسبق: عند بدء التشغيل، يتم إعطاء البلورات السائلة للجهاز جهدًا عاليًا يبلغ 5 فولت في البداية، ثم ترتفع درجة الحرارة بسرعة وبعد ذلك تصل إلى المستوى القياسي 3. 3V.
على المدى الطويل انخفاض الجهد الاضمحلال من عمر.
يمكن أن تحتوي مواد LCM على إلكتروليتات بجهد منخفض طويل وتتعطل الشاشة. تعمل شاشة LCD الصناعية على زيادة عمرها الافتراضي من خلال القيام بذلك:
شكل موجة يعمل بالتيار المتردد: استخدم قيادة الموجة المربعة المتماثلة-لمنع إزاحة التيار المستمر، مما يؤدي إلى تقليل معدل التحليل الكهربائي بنسبة 90%.
تعديل المادة: أضف مضادات الأكسدة إلى LC لمنع تآكل القطب. وفقًا لنتائج الاختبار الفعلية لدينا، وجدنا أنه سيكون من الممكن لشاشات الكريستال السائل أن تعمل بشكل مستمر فوق مبلغ 50000 بجهد عند 2.5 فولت.
