الجوهر المادي للإضاءة الخلفية فيما يتعلق باستهلاك الطاقة: العلاقة المربعة بين شدة الضوء والتيار.
فيما يتعلق باستخدام الكهرباء من خلال أنظمة الإضاءة الخلفية؛ هناك مبادئ عامة يمكن استخلاصها من الفيزياء: إذا نظرت إلى مقدار الطاقة التي تستهلكها، ما يهم هنا هو مدى القوة التي سيكتسبها التيار الدافع. وينطبق معظم هذا أيضًا على الإضاءة الخلفية لشاشات LCD/Mini LED: تحتاج شاشات LCD إلى وحدات إضاءة خلفية كنقطة بداية، وتقوم -LED الصغيرة بإنشاء مناطق من الإضاءة التي يمكن التحكم فيها باستخدام صفوف كثيفة من شرائح -LED الدقيقة، لذا يعتمد إجمالي الكمية المستهلكة على عدد الشرائح التي يتم تشغيلها بالإضافة إلى مستواها الحالي.
عادةً، عندما أقوم بتشغيل بعض مقاطع فيديو HDR على تلفزيون LED صغير مقاس 85 بوصة، سأستهلك حوالي 400 وات إذا كان كل قسم الإضاءة الخلفية قيد التشغيل ودرجة سطوع كاملة تبلغ حوالي 1000 شمعة في المتر المربع. ولكن بمجرد أن نتحول إلى حقوق السحب الخاصة ثم نقوم بتعتيم الأشياء حتى حوالي مائتي واط، فإنها تنخفض بشكل كبير، كثيرًا في الواقع، أي حوالي اثني عشر واط فقط الآن. توضح لنا المقارنة مدى تأثير السطوع مع استخدام الطاقة.
تقنية التعتيم الديناميكي: معالجة دقيقة، تمتد عبر الكرة الأرضية بأكملها، أو على مستواها الحبيبي.
لكسر "السطوع العالي=الاستهلاك العالي للطاقة"، طورت الصناعة تقنية تعتيم ديناميكي متعددة المستويات- تعمل على موازنة السطوع واستهلاك الطاقة من خلال تحليل العرض ومحتوى الإضاءة المحيطة في الوقت الفعلي-.
التعتيم الديناميكي العالمي (LABC).
يتم التحكم في التحكم في السطوع المتكيف مع الضوء (LABC) عن طريق السطوع المحيط من أجهزة الاستشعار، ثم ضبط السطوع وفقًا لهذه الخوارزميات. على سبيل المثال:
سيناريو البيئة المظلمة عندما يكون الضوء المحيط أقل من 100 لوكس، سينخفض سطوع الإضاءة الخلفية إلى 50 nt تحت ذلك، مما يقلل الطاقة بنسبة 60%
حالة الإضاءة القوية: في الهواء الطلق تحت ضوء الشمس المباشر، يزيد سطوع الإضاءة الخلفية عن 800 شمعة في المتر المربع للحفاظ على رؤية جيدة للشاشة.
التنفيذ الفني: يقوم مستشعر الضوء بتحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية. تحدد شريحة القيادة أفضل مستوى سطوع من خلال حساب PID. إنه يعمل على آلية تعتيم PWM أيضًا. استنادًا إلى بعض البيانات من الشركات المصنعة للهواتف الذكية، يمكن لتقنية LABC تقليل-استخدام قوة الشاشة بنسبة 15%-20% في نفس الوقت، وتحسين رؤية الأشخاص لشاشاتهم بشكل أفضل.
التعتيم المحلي
يمكن لمصدر الإضاءة الخاص بشاشات LCD وmini LED استخدام تقنية التعتيم المحلية التي يمكن أن تجعل الشاشة تتمتع بتباين أفضل بين "البقع الساطعة أكثر بياضًا من المعتاد والبقع الداكنة أكثر قتامة" عن طريق تغيير بعض أجزاء فقط من قوة الإضاءة الخلفية دون استخدام الكثير من الطاقة معًا. مثل على سبيل المثال:
الإضاءة الخلفية LED الصغيرة عبارة عن شاشة مقسمة إلى مئات إلى آلاف الأجزاء ولكل منها تحكمه الخاص في تيار LED. يمكن أن يؤدي عرض المشاهد السوداء إلى إيقاف تشغيل مؤشر LED الخاص بالقسم المطابق لإنشاء "أسود حقيقي" وتوفير الطاقة.
الإضاءة الخلفية لشاشة LCD للدخول الجانبي: من خلال تحسين توزيع الضوء باستخدام نمط النقطة على لوحة توجيه الضوء بالإضافة إلى خوارزمية التعتيم الديناميكية لخفض الإضاءة الخلفية عند عرض محتويات داكنة.
دعم البيانات: بعد استخدام التعتيم المحلي لمنطقة 2000، وفر تلفزيون LED الصغير مقاس 65 بوصة طاقة أكثر بنسبة 35% مما لو كان في وضع التعتيم العالمي لمحتوى الظلام العالي كما رفع نسبة التباين بمقدار 1000000: 1.
التحكم في التكيف مع المحتوى (CABC): التحكم في التكيف مع المحتوى.
التحكم في السطوع التكيفي للمحتوى (CABC) هو التحكم الديناميكي في شدة الإضاءة الخلفية وتدرج البكسل الرمادي الذي سيعمل على تحليل توزيع السطوع لمحتويات العرض والحصول على حل وسط جيد بين "الصورة غير المتغيرة" و"الطاقة المحفوظة". المنطق الأساسي هنا:
تحليل الصورة: تشغيل الشريحة لحساب الرسم البياني للصورة وإيجاد نسبة الأجزاء الفاتحة والداكنة.
تعديل الإضاءة الخلفية: تقليل شدة الإضاءة الخلفية وفقًا لتوزيع سطوع المحتوى، مثل من 100% إلى 70%.
تعويض البكسل: زيادة المستويات الرمادية للبكسل مثل زيادة (100,100,100) → (140,140,140) للسطوع بسبب انخفاض الإضاءة الخلفية.
سيناريو التطبيق:
الصورة الثابتة: يتم عرض الصور/المستندات مع تقليل الإضاءة الخلفية بنسبة 30% عبر CABC، ولكن تظل الصور ساطعة من خلال تعويض البكسل.
الفيديو الديناميكي: ذروة سطوع HDR مع cabc، ستزيده قليلاً ولكن لا يزال قليلاً جدًا، بالنسبة لتلك المشاهد التي يوجد بها الكثير من التفاصيل، نريد رؤية المزيد ثم نقوم أيضًا بإسقاط الإضاءة الخلفية التي لا تفعل أي شيء.
بيانات الصناعة: بعد استخدام تقنية CABC، يستخدم الكمبيوتر اللوحي الذي يتصفح صفحة الويب طاقة أقل بنسبة 18% ويكون الفيديو أكثر كفاءة بنسبة 12%، ولا يجد المستخدم بشكل شخصي أي مشكلة في الجودة.
ابتكار المواد والدوائر: خفض استهلاك الطاقة من جذوره.
يجب أيضًا أن يؤخذ الابتكار في الأجهزة بعين الاعتبار باستثناء ما يتعلق بخوارزميات البرامج فقط. تقوم الصناعة بإدخال تحسيناتها على شكل زيادة كفاءة استخدام الطاقة من خلال تحسين المواد المستخدمة في الإضاءة الخلفية وكيفية صنعها وما هو استخدامها.
مادة الانارة فعالة
النقاط الكمومية: قم بتغليف مؤشر LED الأزرق في فيلم من النقاط الكمومية بحيث يعطي أضواء حمراء جدًا وخضراء جدًا فقط لزيادة سطوع الضوء (lm/W)، وتقليل استخدام الإضاءة الخلفية للطاقة. كفاءة الإضاءة الخلفية: يتمتع تلفزيون LCD ذو النقاط الكمومية بكفاءة إضاءة خلفية أعلى بنسبة 25%- من التلفزيون التقليدي؛
شريحة LED صغيرة: تستخدم هيكل شريحة قلاب بحيث يتم تقليل انسداد القطب الكهربائي وزيادة كفاءة الإضاءة. تتمتع شريحة Mini LED من إحدى الشركات بكفاءة إضاءة تبلغ 200lm/W وهو ما يزيد بنسبة 40% عن مصابيح LED العادية.
تحسين دائرة محرك التعزيز
دائرة قيادة الإضاءة الخلفية ذات الجهد المتزايد باستخدام تقنية تبديل مصدر الطاقة التي تؤثر كفاءتها على كمية الطاقة المستهلكة. ستقوم الصناعة بهذا النوع من التحسينات من أجل التحسين:
تقنية التصحيح المتزامن-: استخدام MOSFET بدلاً من الصمام الثنائي لتقليل الخسائر، وكفاءة أعلى > 95%.
تردد التعتيم الديناميكي: قم بتعديل تردد PWM وفقًا لاحتياجاتك، وخفضه بأضواء أقل سطوعًا حتى تتمكن من تقليل خسائر التبديل.
التحكم الذكي في التيار: يضبط تيار LED في الوقت الفعلي-باستخدام حلقة ردود الفعل حتى لا تهدر الطاقة بسبب زيادة تشغيل مصابيح LED.
الحالة: بعد استخدام شريحة محرك GaN، ترتفع كفاءة محرك الإضاءة الخلفية لبعض الهواتف الذكية إلى 92% من 85% عندما تكون 500 شمعة. وفي الوقت نفسه، يبلغ توفير الطاقة حوالي 0.3 واط.
