1، تكوين استهلاك الطاقة لشاشات الكريستال السائل المجزأة: الميزة الأساسية تأتي من المبدأ الفني
يأتي استهلاك الطاقة لشاشات LCD المقسمة بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء: تيار القيادة لانحراف جزيء الكريستال السائل، واستهلاك الطاقة الثابتة لقيادة IC، واستهلاك طاقة الإضاءة الخلفية (إذا تم تشغيلها). تكمن ميزتها الأساسية في خصائص قيادة المجال الكهربائي للمواد البلورية السائلة نفسها - ولا يلزم سوى تيار مستوى الميكرو أمبير لتغيير ترتيب جزيئات الكريستال السائل وتحقيق تبديل حالة العرض.
استهلاك الطاقة لسائق شاشات الكريستال السائل:
عادة ما يكون الجهد المطلوب لانحراف جزيء البلورة السائلة 3.3 فولت-5 فولت، والتيار هو 5-10 ميكرو أمبير فقط. وهذه الميزة تجعل استهلاكها للطاقة أقل بكثير من تقنيات العرض النشطة التي ينبعث منها الضوء مثل LED وOLED في الوضع الحر للإضاءة الخلفية. على سبيل المثال، تتطلب شاشة LCD مجزأة مقاس 5 بوصات تيارًا يبلغ 0.57 ميكرو أمبير فقط (في وضع محرك تقسيم جهد مكثف خارج الشريحة) للعرض الثابت، وعندما يتم دمجها مع وحدة MCU منخفضة الطاقة، يمكن التحكم في إجمالي تيار النظام في حدود 2.2 ميكرو أمبير.
استهلاك الطاقة للسائق IC:
عادةً ما يكون استهلاك الطاقة الثابتة لشرائح برنامج تشغيل LCD ذات رمز المقطع المخصص (مثل HT1621) أقل من 100 ميكرو أمبير، بينما من خلال تقنية تعدد الإرسال (مثل تعدد الإرسال 4:1)، يمثل وقت إمداد الطاقة الفعلي لكل مقطع 25% فقط، مما يقلل بشكل أكبر من استهلاك الطاقة الديناميكي. يتيح هذا التصميم لشاشات الكريستال السائل -الكبيرة الحجم الحفاظ على خصائص استهلاك الطاقة المنخفضة حتى عند القيادة في أنماط معقدة.
استهلاك طاقة الإضاءة الخلفية:
الإضاءة الخلفية هي المتغير الرئيسي الذي يؤثر على استهلاك الطاقة لشاشات LCD المجزأة. يبلغ استهلاك الطاقة لخرزة LED واحدة حوالي 15 مللي أمبير. إذا تم توصيل 10 خرزات بالتوازي على شاشة مقاس 5 بوصة، فيمكن أن يصل استهلاك طاقة الإضاءة الخلفية إلى 150 مللي أمبير. ومع ذلك، من خلال تصميم المستقطب شبه الشفاف وشبه العاكس، يمكن للشاشة إيقاف الإضاءة الخلفية عندما يكون الضوء المحيط كافيًا، والاعتماد فقط على الضوء المنعكس للعرض. في هذا الوقت، يكون استهلاك الطاقة هو نفس استهلاك وضع عدم الإضاءة الخلفية.
2، تحدي استهلاك الطاقة لشاشات الكريستال السائل -الكبيرة الحجم والمجزأة: التأثير الحدودي لتوسيع الحجم
عندما يتوسع حجم شاشة LCD المجزأة من الحجم الصغير التقليدي إلى أكثر من 5 بوصات، يجب تقييم التغير في استهلاك الطاقة من المنظورات التالية:
منطقة لوحة LCD وحمل القيادة:
تتطلب الشاشات الكبيرة المزيد من شرائح برنامج التشغيل (مثل التوسيع من 32 مقطعًا إلى 128 مقطعًا)، لكن استهلاك الطاقة لبرامج التشغيل المرحلية لا يزيد خطيًا. على سبيل المثال، عندما يقوم HT1621 بتشغيل 128 قطعة، فإن استهلاك الطاقة الثابتة يزيد فقط من 100 μA إلى 120 μA، مع تضخيم محدود. يكمن المفتاح في اختيار طريقة القيادة: يمكن أن يؤدي استخدام القيادة بالمسح الديناميكي إلى تقليل التيار اللحظي، بينما تتطلب القيادة الثابتة ذروة تيار أعلى.
النمو المتسارع لاستهلاك طاقة الإضاءة الخلفية:
يتناسب استهلاك طاقة الإضاءة الخلفية بشكل مباشر مع عدد شرائح LED. إذا كانت الشاشة مقاس 5 بوصات تستخدم الإضاءة الخلفية LED للحافة (مثل 8 شرائح LED)، فإن استهلاك الطاقة يبلغ حوالي 120 مللي أمبير؛ في حين أن مجموعة الإضاءة الخلفية الكاملة (مثل 32 شريحة LED) يمكن أن تستهلك ما يصل إلى 480 مللي أمبير. عند هذه النقطة، قد يتجاوز استهلاك طاقة الإضاءة الخلفية مجموع برنامج تشغيل LCD ومحرك IC، ليصبح العامل المهيمن في استهلاك طاقة النظام.
توهين كفاءة تعدد الإرسال:
تستخدم شاشات LCD صغيرة الحجم ذات رموز المقاطع بشكل شائع تعدد إرسال 4:1 أو 8:1، ولكن بالنسبة للشاشات الكبيرة-الحجم، قد تنخفض نسبة تعدد الإرسال إلى 2:1 بسبب زيادة عدد المقاطع، مما يؤدي إلى زيادة في تردد التشغيل لمحرك IC واستهلاك الطاقة الثابتة. على سبيل المثال، تعمل شاشة LCD ذات مقطع 7 بوصات معينة على زيادة استهلاك الطاقة لمحرك IC من 80 μA إلى 150 μA تحت تعدد إرسال 2:1.
3، تكييف سيناريو التطبيق: مساحة معيشة -شاشة LCD مجزأة كبيرة الحجم
على الرغم من أن شاشات LCD الكبيرة-المجزأة تواجه تحديات في استهلاك طاقة الإضاءة الخلفية، إلا أنها لا تزال غير قابلة للاستبدال في سيناريوهات محددة:
الأدوات الخارجية والمعدات الصناعية:
في سيناريوهات مثل عدادات المياه والكهرباء التي تعمل بالطاقة الشمسية، يمكن لشاشات LCD المجزأة شبه الشفافة وشبه العاكسة إيقاف الإضاءة الخلفية تمامًا والاعتماد على الإضاءة المحيطة للعرض. على سبيل المثال، يعتمد عداد المياه بالطاقة الشمسية مقاس 5 بوصات تصميمًا عاكسًا، والذي لا يتطلب استبدال البطارية خلال عمره الافتراضي الذي يبلغ 10 سنوات، ولا يمثل استهلاك طاقة محرك LCD سوى 5% من إجمالي استهلاك طاقة النظام.
متطلبات عرض التحديث ذات التردد المنخفض:
في سيناريوهات مثل مسجلات درجة الحرارة والرطوبة، وأجهزة المراقبة البيئية، وما إلى ذلك، يتم تحديث محتوى الشاشة عدة مرات فقط في الساعة. عند هذه النقطة، يمكن تجاهل استهلاك الطاقة الديناميكي للسائق IC، ويتم تحديد إجمالي استهلاك الطاقة للنظام من خلال الإضاءة الخلفية. إذا تم استخدام الإضاءة الخلفية ذات الضبط التلقائي لاستشعار الضوء، فيمكن إيقاف تشغيل الإضاءة الخلفية أثناء النهار وتشغيلها عند سطوع منخفض (مثل 5 مللي أمبير) في الليل، مما يطيل عمر البطارية بشكل كبير.
التطبيقات الحساسة للتكلفة:
إن ميزة التكلفة-لشاشات LCD المجزأة كبيرة الحجم تفوق بكثير تلك الموجودة في شاشات TFT-LCD أو OLED. على سبيل المثال، تبلغ تكلفة وحدة LCD المجزأة مقاس 5-بوصة حوالي 8 دولارات أمريكية، بينما تبلغ تكلفة وحدة TFT-LCD بنفس الحجم أكثر من 20 دولارًا أمريكيًا. في سيناريوهات مثل وحدات التحكم الزراعية الذكية والمعدات الطبية المنخفضة الجودة، تجعل استراتيجية أولوية التكلفة شاشات الكريستال السائل المجزأة هي الخيار المفضل.
