1, Die Zusammensetzung des Stromverbrauchs segmentierter LCDs: Der Hauptvorteil ergibt sich aus dem technischen Prinzip
Der Stromverbrauch segmentierter LCDs setzt sich hauptsächlich aus drei Teilen zusammen: dem Treiberstrom für die Ablenkung des Flüssigkristallmoleküls, dem statischen Stromverbrauch des Treiber-ICs und dem Stromverbrauch der Hintergrundbeleuchtung (falls eingeschaltet). Sein Hauptvorteil liegt in den elektrischen Feldantriebseigenschaften der Flüssigkristallmaterialien selbst. - Es ist nur ein Strom im Mikroampere-Bereich erforderlich, um die Anordnung der Flüssigkristallmoleküle zu ändern und einen Wechsel des Anzeigezustands zu erreichen.
Stromverbrauch des LCD-Treibers:
Die für die Ablenkung von Flüssigkristallmolekülen erforderliche Spannung beträgt normalerweise 3,3 V-5 V und der Strom beträgt nur 5 -10 μ A. Durch diese Funktion ist der Stromverbrauch im Hintergrundbeleuchtungsfreien Modus viel geringer als bei aktiven lichtemittierenden Anzeigetechnologien wie LED und OLED. Beispielsweise benötigt ein bestimmtes segmentiertes 5-Zoll-LCD nur 0,57 μA Strom (im Off-Chip-Kondensator-Spannungsteilungs-Antriebsmodus) für die statische Anzeige, und in Kombination mit einer stromsparenden MCU kann der Gesamtsystemstrom innerhalb von 2,2 μA gesteuert werden.
Stromverbrauch des Treiber-ICs:
Der statische Stromverbrauch von dedizierten Segmentcode-LCD-Treiberchips (wie HT1621) liegt normalerweise unter 100 μA, während durch Multiplexing-Technologie (wie 4:1-Multiplexing) die tatsächliche Stromversorgungszeit jedes Segments nur 25 % ausmacht, was den dynamischen Stromverbrauch weiter reduziert. Dieses Design ermöglicht es, dass große, segmentierte LCDs selbst bei der Steuerung komplexer Muster einen niedrigen Stromverbrauch beibehalten.
Stromverbrauch der Hintergrundbeleuchtung:
Die Hintergrundbeleuchtung ist die Hauptvariable, die den Stromverbrauch segmentierter LCDs beeinflusst. Der Stromverbrauch einer einzelnen LED-Perle beträgt etwa 15 mA. Wenn 10 Perlen parallel auf einem 5-Zoll-Bildschirm angeschlossen sind, kann der Stromverbrauch der Hintergrundbeleuchtung 150 mA erreichen. Durch das Design eines halbtransparenten und halbreflektierenden Polarisators kann der Bildschirm jedoch die Hintergrundbeleuchtung ausschalten, wenn das Umgebungslicht ausreichend ist, und sich zur Anzeige nur auf reflektiertes Licht verlassen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Stromverbrauch derselbe wie im Modus ohne Hintergrundbeleuchtung.
2, Herausforderung des Stromverbrauchs großer segmentierter LCDs: Grenzeffekt der Größenerweiterung
Wenn die Größe segmentierter LCDs von der herkömmlichen kleinen Größe auf über 5 Zoll zunimmt, muss die Änderung des Stromverbrauchs aus folgenden Perspektiven bewertet werden:
LCD-Panel-Bereich und Fahrlast:
Große Bildschirme erfordern mehr Treibersegmente (z. B. die Erweiterung von 32 Segmenten auf 128 Segmente), aber der Stromverbrauch von Treiber-ICs steigt nicht linear. Wenn HT1621 beispielsweise 128 Segmente ansteuert, steigt der statische Stromverbrauch bei begrenzter Verstärkung nur von 100 μA auf 120 μA. Der Schlüssel liegt in der Wahl der Antriebsmethode: Durch dynamische Scanning-Fahrt kann der Momentanstrom reduziert werden, während statische Fahrweise einen höheren Spitzenstrom erfordert.
Das exponentielle Wachstum des Stromverbrauchs der Hintergrundbeleuchtung:
Der Stromverbrauch der Hintergrundbeleuchtung ist direkt proportional zur Anzahl der LED-Chips. Wenn ein 5-Zoll-Bildschirm eine Edge-LED-Hintergrundbeleuchtung verwendet (z. B. 8 LED-Chips), beträgt der Stromverbrauch etwa 120 mA; während eine vollständige Hintergrundbeleuchtung (z. B. 32 LED-Chips) bis zu 480 mA verbrauchen kann. Zu diesem Zeitpunkt kann der Stromverbrauch der Hintergrundbeleuchtung die Summe des LCD-Treibers und des Treiber-IC übersteigen und zum dominierenden Faktor für den Systemstromverbrauch werden.
Abschwächung der Multiplex-Effizienz:
Segmentcode-LCDs mit kleiner Größe verwenden üblicherweise 4:1- oder 8:1-Multiplexing, aber bei großen -großen Bildschirmen kann das Multiplexing-Verhältnis aufgrund einer Erhöhung der Anzahl der Segmente auf 2:1 sinken, was zu einer Erhöhung der Betriebsfrequenz des Treiber-ICs und des statischen Stromverbrauchs führt. Beispielsweise erhöht ein bestimmtes 7-Zoll-Segment-LCD den Stromverbrauch des Treiber-ICs von 80 μA auf 150 μA bei 2:1-Multiplexing.
3, Anpassung des Anwendungsszenarios: Wohnraum eines großen, segmentierten LCD
Obwohl große segmentierte LCDs hinsichtlich des Stromverbrauchs der Hintergrundbeleuchtung vor Herausforderungen stehen, sind sie in bestimmten Szenarien dennoch unersetzlich:
Outdoor-Instrumente und Industrieausrüstung:
In Szenarien wie solarbetriebenen Wasser- und Stromzählern können halbtransparente und halbreflektierende segmentierte LCDs die Hintergrundbeleuchtung vollständig ausschalten und sich für die Anzeige auf Umgebungslicht verlassen. Beispielsweise verfügt ein bestimmter 5-Zoll-Solarwasserzähler über ein reflektierendes Design, das während seiner 10-jährigen Lebensdauer keinen Batteriewechsel erfordert, und der Stromverbrauch des LCD-Laufwerks macht nur 5 % des Gesamtstromverbrauchs des Systems aus.
Anforderungen an die Anzeige von Niederfrequenzaktualisierungen:
In Szenarien wie Temperatur- und Feuchtigkeitsrekordern, Umgebungsüberwachungsgeräten usw. wird der Bildschirminhalt nur mehrmals pro Stunde aktualisiert. An diesem Punkt kann der dynamische Stromverbrauch des Treiber-ICs ignoriert werden und der Gesamtstromverbrauch des Systems wird durch die Hintergrundbeleuchtung bestimmt. Wenn die Hintergrundbeleuchtung mit automatischer Lichterkennung verwendet wird, kann die Hintergrundbeleuchtung tagsüber ausgeschaltet und nachts mit geringer Helligkeit (z. B. 5 mA) betrieben werden, was die Batterielebensdauer erheblich verlängert.
Kostensensible Anwendungen:
Der Kostenvorteil großer segmentierter LCDs übersteigt den von TFT-LCD oder OLED bei weitem. Beispielsweise kostet ein segmentiertes 5-Zoll-LCD-Modul etwa 8 US-Dollar, während ein TFT-LCD-Modul derselben Größe über 20 US-Dollar kostet. In Szenarien wie intelligenten landwirtschaftlichen Steuerungen und medizinischen Geräten der unteren Preisklasse macht die Kostenprioritätsstrategie segmentierte LCDs zur bevorzugten Wahl.
