Technische Grundlage für den Betrieb bei niedriger Spannung: Zusammenarbeit zwischen Flüssigkristallmaterial und Ansteuerschaltungen.
Elektrische Feldreaktionseigenschaften von Flüssigkristallmaterialien
Unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes kommt es zu Veränderungen in der Anordnung von Flüssigkristallmolekülen von LCD-Displays. TN zum Beispiel; Wenn keine Spannung anliegt, ordnen sich die Moleküle in einer Korkenzieherform an, die das Licht ungehindert passieren lässt. Sobald jedoch Spannung angelegt wird, richten sie sich parallel zu dem aus, was das elektrische Feld erzeugt, das das Licht vollständig blockiert. Dieser Prozess ist sehr anfällig für Spannungsschwellen.
Die Schwellenspannung oder Vth ist die kritische Spannungsmenge in Volt, die die Ablenkung der Flüssigkristallmoleküle auslöst. Diese Zahl liegt im Allgemeinen bei etwa 2 bis 3 Volt.
Die Sättigungsspannung (Vsat), der Spannungspegel, der erforderlich ist, um eine vollständige Auslenkung der Flüssigkristalle zu erreichen, beträgt meist etwa 4 - 6 V.
Und moderne Instrumenten-LCDs können ihre Vth bis unter 1. 5V bringen, wenn man die richtigen Dinge anwendet, wie etwa die Optimierung dieser Flüssigkristallrezepte (fügen Sie Fluor- oder Cyano-etwas hinzu?), und sie sind immer noch ziemlich gut darin, helle dunkle Dinge > 1000 : 1 zu erzeugen, aber in nur 10 Millisekunden, also ist das so etwas wie der Grund, warum wir mit weniger Volt arbeiten wollen.
Niederspannungsdesign der Antriebsschaltung.
Die herkömmliche LCD-Treiberschaltung benötigt eine Stromversorgung, die um etwa eine zusätzliche Stufe erhöht wurde, und steigert die Spannung bis auf etwa zehn bis zwanzig Volt, um Ihr Flüssigkristalldisplay mit Strom zu versorgen. Jetzt haben Sie diese Art von Technologie jedoch in einem eher modernen Instrumenten-LCD wie diesem. Die Technologie, die wir uns ansehen, kann die Niederspannungssache alleine problemlos bewältigen.
Integrieren Sie Treiber-ICs wie SED1520, T6963c usw. Diese integrierten Ladungspumpenschaltungen können die erforderliche Spannung des Flüssigkristalls um 3,3 V erhöhen und eine direkte Verbindung zum E/A-Anschluss des Mikrocontrollers herstellen, wodurch die Anzahl externer Teile reduziert wird.
DVS: Ändert die Antriebsspannung je nach Anzeige dynamisch. Reduzieren Sie beispielsweise die Spannung auf 2,5 V, wenn Sie einige Texte anzeigen, und erhöhen Sie sie wieder auf 3,3 V, um bewegte Bilder anzuzeigen, wodurch sowohl der Stromverbrauch als auch die erzielten Ergebnisse gespart werden.
Anzeigemodus mit geringem Stromverbrauch: Unterstützt Teilaktualisierung und Schlafmodus. Beispielsweise kann ein Smart Meter die Zeitanzeige nur im Standby-Modus aktualisieren, wodurch der Stromverbrauch auf weniger als 0,1 mW sinkt.
Branchenanwendungsfälle: Häufige Verwendung von Niederspannungs-LCDs.
Industrieinstrumente: Einsatz unter harten Bedingungen.
In der Petrochemie/Metallurgie usw. arbeiten Instrumente bei -40 Grad bis +85 Grad. Die industriellen HMI-Tools einiger Marken verwenden ein kaltgehärtetes LCD, das mit dieser Technologie betrieben wird.
Eingebauter Heizfilm: Ein ITO-Heizfilm ist in das LCD-Substrat integriert und steht in Verbindung mit der Hintergrundbeleuchtungsquelle. Die Menge der genutzten Wärmeenergie wird automatisch über ein Temperaturerkennungstool verwaltet, sodass bei 3,3 Volt und einer niedrigen Temperatur (minus zwanzig Grad Celsius) alles ordnungsgemäß funktioniert.
Erweitertes Design des Netzteils: Es unterstützt einen 9-36-V-Eingang, liefert stabile 3,3 V durch DC-DC-Umwandlung und ist in der Lage, sich an unterschiedliche Spannungen am Arbeitsplatz anzupassen.
Smart Meter: Lösung zur Anzeige mit extrem langer Batterielaufzeit
Smartmeter müssen über einen langen Zeitraum (mehr als 10 Jahre) betrieben werden und verbrauchen auch mehr Strom. Ein Modell eines einphasigen Stromzählers, dessen Anzeige über ein reflektierendes LCD verfügt und den folgenden Niederspannungsbetrieb ermöglicht.
Design ohne Hintergrundbeleuchtung-: Nutzen Sie Umgebungslicht, um es auf Ihrem Bildschirm zu reflektieren, sodass kein Hintergrundbeleuchtungsmodul erforderlich ist und es bei 2 V oder weniger funktioniert.
Segmentierte Fahrtechnik: Anzeigeinhalte werden in mehrere Teile aufgeteilt. Fahren Sie jede Portion einzeln, um unnötigen Energieverbrauch zu reduzieren. Gemessene Daten, wie aus dem obigen Bild ersichtlich ist, zeigt das Messgerät einen Stromverbrauch von nur 0. 05 mW/cm 2 bei einer Spannung von 3,3 V an.
Medizinische Geräte: Sicherheit geht vor, Niederspannungsdesign
Der Niederspannungsbetrieb verringert das Risiko eines Stromschlags bei tragbaren Monitoren, Blutzuckermessgeräten usw. Und jetzt wurde für eine ganz bestimmte Marke eines Handmonitors die folgende Art von Sicherheitsvorrichtung eingebaut.
Isolierte Stromversorgung: Durch die Isolierung zwischen Eingang und Ausgang mithilfe des Transformators stellen Sie sicher, dass die Spannung im Kontaktteil mit dem Patienten unter 6 V liegt.
Dul-Batterieredundanz: Gebaut mit 2 * 1,5 V AA, Stromversorgung 3,3 V von einem Booster, wird auch nach einer leeren Batterie weiterhin angezeigt.
Zuverlässigkeitsprobleme und Lösungen.
Bei niedriger Spannung treten Probleme mit der Gleichmäßigkeit der Anzeige auf.
Wenn die Spannung unter 2,5 V liegt, erzeugt das LCD einen dunkleren Teil, da die Ablenkung nicht ausreichend ist. Lösung ist:
Strukturoptimierung der Lichtleiterplatte: Mikroprisma-Lichtleiterplatte zur Verbesserung der Nutzung des Hintergrundlichts. Wie in einem anderen Fall, etwa als das LCD eines Auto-Armaturenbretts seine Helligkeitsgleichmäßigkeit um bis zu 92 % steigern konnte, indem einfach eine andere Art von Lichtleiterplatte mit drei Volt (3 V) Strom verwendet wurde.
Dynamische Kontrastanpassung: Passt den Displaykontrast automatisch an die Stärke des Umgebungslichts an. Umgebung mit starkem Licht (> 10.000 Lux). Der Kontrast erhöht sich auf 1.000:1, um eine Abnahme der Helligkeit aufgrund einer Abnahme der Unterspannung auszugleichen.
Reaktionsverzögerung in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen
Flüssigkristalle haben bei Kälte eine höhere Viskosität und damit auch eine höhere Reaktionszeit. Ein bestimmtes Auto-Armaturenbrett-behebt dieses Problem mit diesen Technologien:
ITO heating film: Transparent heating films on either side of the liquid crystal layer for keeping the temp. at >0 Grad mit schneller Reaktion<15ms.
Vorheizalgorithmus: Beim Start wird den Flüssigkristallen des Geräts zunächst eine Hochspannung von 5 V zugeführt, dann steigt die Temperatur schnell an und erreicht anschließend den Standardwert von 3. 3V.
Langfristiger Niederspannungsabfall der Lebensdauer.
LCM-Materialien könnten bei langen Niederspannungen Elektrolyte enthalten und die Anzeige ausfallen lassen. Industrielle LCD-Steuerungen verlängern ihre Lebensdauer auf folgende Weise:
Wechselstrombetriebene Wellenform: Verwenden Sie die symmetrische Rechteckwellenansteuerung, um Gleichstromversatz zu verhindern, wodurch die Elektrolyserate um 90 % reduziert wird.
Material modifizieren: Dem LC Antioxidantien hinzufügen, um Korrosion der Elektrode zu verhindern. Basierend auf unseren tatsächlichen Testergebnissen haben wir herausgefunden, dass es für LCD möglich wäre, bei einer Spannung von 2,5 V dauerhaft über einem Wert von 50.000 zu funktionieren.
