一, المبدأ الفني: الفرق الأساسي بين صمام الضوء ومصدر الضوء
ينبع الفرق في توفير الطاقة- بين الأنابيب الرقمية LCD وLED من مساراتها التكنولوجية الأساسية.
تستخدم شاشة LCD المقسمة جزيئات الكريستال السائل كصمامات ضوئية، والتي تتحكم في اتجاه محاذاة الكريستال السائل من خلال مجال كهربائي وتضبط نفاذية مصدر الإضاءة الخلفية لتحقيق العرض. ويتركز استهلاك الطاقة الأساسي في المجال الكهربائي (مستوى الميكرو أمبير) الذي يدفع انحراف جزيئات الكريستال السائل ومصدر الإضاءة الخلفية (خرزات LED). ونظرًا لحقيقة أن البلورات السائلة لا ينبعث منها ضوء من تلقاء نفسها، فإن عملية العرض تتطلب فقط الحفاظ على المجال الكهربائي وحالة الإضاءة الخلفية، مما يؤدي إلى استهلاك منخفض للغاية للطاقة الساكنة.
يتكون أنبوب LED الرقمي من عدة صمامات ثنائية باعثة للضوء (LED)، حيث يتوافق كل مقطع قلم مع شريحة LED مستقلة. عند العرض، يجب تشغيل LED مباشرة لإصدار الضوء، وتكون شدة التيار عادة في حدود 10-20 مللي أمبير. حتى عند عرض أرقام بسيطة (مثل "1" التي تتطلب مصباحين LED فقط)، فإن استهلاكها للطاقة لا يزال أعلى بكثير من حالة الصيانة الثابتة لجزء شاشة LCD.
2، تكوين استهلاك الطاقة: الفرق في الحجم بين مستويات الميكرو أمبير والملي أمبير
1. تحليل استهلاك الطاقة لرمز الجزء LCD
يمكن تقسيم استهلاك الطاقة لشاشات LCD المجزأة إلى قسمين:
استهلاك الطاقة الدافعة للبلورة السائلة: يجب الحفاظ على المجال الكهربائي للقطب الكهربائي فقط، بقيمة نموذجية تبلغ 5-10 ميكرو أمبير (μ A)، وهي قيمة لا تذكر تقريبًا.
استهلاك طاقة الإضاءة الخلفية: يعتمد على عدد حبات LED وطريقة الاتصال. تم حسابه عند 15 مللي أمبير لكل مصباح، ويبلغ استهلاك طاقة الإضاءة الخلفية المتوازية لـ 4 مصابيح 60 مللي أمبير، ولكن يمكن تقليله إلى 10% من السطوع من خلال تقنية تعتيم PWM، ويمكن التحكم في استهلاك الطاقة الفعلي في حدود 6 مللي أمبير.
إجمالي نطاق استهلاك الطاقة: 5-10 μA فقط أثناء العرض الثابت (إيقاف الإضاءة الخلفية)؛ أثناء العرض الديناميكي (تشغيل الإضاءة الخلفية)، يبلغ التيار حوالي 6-60 مللي أمبير، اعتمادًا على تصميم الإضاءة الخلفية.
2. تحليل استهلاك الطاقة للأنابيب الرقمية LED
يتم تحديد استهلاك الطاقة للأنابيب الرقمية LED من خلال المحتوى المعروض:
استهلاك الطاقة لقطعة واحدة: تعمل كل شريحة LED بتيار يبلغ حوالي 10-20 مللي أمبير.
حالة الإضاءة الكاملة: مطلوب 7 مصابيح LED لعرض الرقم "8"، مع استهلاك طاقة 70-140 مللي أمبير؛ مطلوب 2 مصابيح LED لعرض "1"، مع استهلاك طاقة يتراوح بين 20-40 مللي أمبير.
المسح الديناميكي: تحقق الأنابيب الرقمية متعددة البتات عرضًا "شبه ثابت" من خلال التبديل السريع، ولكن استهلاك الطاقة الإجمالي لا يزال يزيد خطيًا مع عدد البتات (مثل 280-560 مللي أمبير عندما يكون الأنبوب الرقمي المكون من 4 أرقام مضاءًا بالكامل).
إجمالي نطاق استهلاك الطاقة: 20-560 مللي أمبير، أعلى بكثير من شريحة LCD.
3، مزايا توفير الطاقة: التحقق الشامل من البيانات إلى السيناريوهات
1. سيناريو العرض الثابت: تعمل شاشة LCD ذات رمز المقطع على تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 99%
في الأجهزة مثل الموازين الإلكترونية وأجهزة التحكم في درجة الحرارة التي تتطلب عرضًا طويل الأمد للقيم الثابتة، يمكن لشاشة LCD ذات رمز المقطع إيقاف الإضاءة الخلفية والحفاظ على محرك أقراص LCD فقط (5-10 μ A). حتى لو كان الأنبوب الرقمي LED يعرض "1"، فإن استهلاكه للطاقة لا يزال يصل إلى 20-40mA. تم حسابه على أساس التشغيل لمدة 8 ساعات، فإن استهلاك الطاقة اليومي لقطاع LCD يبلغ حوالي 0.04-0.08 مللي أمبير، في حين أن استهلاك الطاقة اليومي للأنبوب الرقمي LED هو 160-320 مللي أمبير، مع اختلاف في استهلاك الطاقة بمقدار 2000-4000 مرة.
2. سيناريو العرض الديناميكي: تزيد كفاءة استخدام الطاقة في شاشات LCD بمقدار 5 إلى 10 مرات
في السيناريوهات التي تتطلب تحديثات متكررة للبيانات (مثل أجهزة ضبط الوقت)، يمكن لشاشات الكريستال السائل المجزأة توفير الطاقة بشكل أكبر من خلال تحسين إستراتيجيات الإضاءة الخلفية:
التعتيم الذكي: اضبط سطوع الإضاءة الخلفية ديناميكيًا وفقًا لكثافة الإضاءة المحيطة، وأطفئ الإضاءة الخلفية أثناء النهار، وقم بتمكين وضع السطوع المنخفض (مثل 5 مللي أمبير) في الليل.
التحكم في معدل التحديث: قم بتقليل معدل تحديث شاشة LCD (مثل من 60 هرتز إلى 10 هرتز) لتقليل استهلاك طاقة القيادة.
في المقابل، يرتبط استهلاك الطاقة للأنابيب الرقمية LED ارتباطًا وثيقًا بالمحتوى المعروض ولا يمكن تقليله بشكل كبير من خلال تحسين البرنامج. على سبيل المثال، عند عرض أرقام ديناميكية على شاشة رقمية مكونة من 4 أرقام، يظل استهلاك الطاقة ثابتًا عند 280-560 مللي أمبير، وهو أعلى بكثير من الوضع الديناميكي لشاشة LCD مجزأة.
3. تكلفة الاستخدام على المدى الطويل: المزايا المزدوجة لعمر شاشة LCD المجزأ واستهلاك الطاقة
يمكن أن يصل عمر مادة LCD لشاشات LCD المقسمة إلى 100000 ساعة، ويبلغ عمر الإضاءة الخلفية LED حوالي 50000 ساعة، مع تكاليف صيانة إجمالية منخفضة. العمر الافتراضي للأنابيب الرقمية LED هو 20000 ساعة فقط، ويؤدي استهلاك الطاقة العالي إلى مشاكل في التسخين، مما يتطلب تصميمًا إضافيًا لتبديد الحرارة، مما يزيد من تكاليف النظام.
أخذ مشروع أداة صناعية معينة كمثال:
حل شاشة LCD ذات رمز المقطع: إجمالي استهلاك الطاقة 15 مللي أمبير (إضاءة خلفية 5 مللي أمبير + محرك 10 μ A)، استهلاك الطاقة السنوي 131.4 وات في الساعة (محسوب على أساس التشغيل على مدار 24 ساعة).
حل الأنبوب الرقمي LED: إجمالي استهلاك الطاقة 200 مللي أمبير، استهلاك الطاقة السنوي 1752 وات في الساعة.
تم حساب تكلفة الكهرباء السنوية لشاشات LCD المجزأة عند 0.6 يوان/كيلوواط ساعة، وهي 0.08 يوان فقط، بينما تبلغ تكلفة أنابيب LED الرقمية 1.05 يوان، مما يشير إلى وجود اختلاف كبير في تكاليف الاستخدام على المدى الطويل-.
