Und das eigentliche Problem des Anstiegs des Stromverbrauchs bei niedrigen -Temperaturen: Es ist das Dilemma, bei Flüssigkristallprodukten von Staat zu Staat zu gelangen.
Der exponentielle Anstieg der Viskosität des LC sowie der Schwellenspannung.
Die Bewegung von Flüssigkristallen wird bei niedrigeren Temperaturen stärker gestoppt; das ist exponentiell. Übliche Flüssigkristalle vom TN-Typ haben bis zu 8-mal höhere Viskositäten als bei 25 Grad (-40 Grad: 50 cP, 400 cP): Das Umdrehen eines Moleküls dauert viel länger, etwa 64-mal so lange. Die Antriebsschaltung möchte die Reaktionen in diesem Tempo aufrechterhalten, also werden wir unsere Spannung von drei Volt auf zwölf Volt erhöhen, wodurch unser Energieverbrauch sechzehnmal so hoch wird, wie er derzeit p=e r ist. Anhand realer Messdaten eines polaren wissenschaftlichen Untersuchungsinstruments können wir beobachten, dass bei –40 Grad Celsius ein Anstieg des Stromverbrauchs um 120 mW zu beobachten wäre, wenn man einfach die Antriebsspannungen erhöhen würde.
Polarisationseffekt, der aus der Abnahme der Ionenmobilität resultiert.
Bei niedrigen Temperaturen wird die Ionenmobilität in den Flüssigkristallen von 10⁻¹²cm² V/s bei 25 Grad auf bis zu 10⁻¹⁴cm² V/s bei etwa -40 Grad reduziert, wodurch sich der Rest ansammelt. Gegenpolarität mit Ansteuerschaltungen mit wechselnden Polaritätsimpulsen (bipolar). Der Stromverbrauch wird um 30 % erhöht. Industriethermostate wurden damit getestet und es kam zu einer Unschärfe bei -20 Grad mit einer Rate von 40 %. Bei der Umstellung auf den verbesserten bipolaren Antrieb wurde jedoch festgestellt, dass er 45 mW mehr Strom verbrauchte, aber eine sehr gute Verbesserung gegenüber dem unipolaren Antrieb darstellte.
Und aufheizen/abkühlen. Polarisierende Filme werden durch Hitze/Abkühlung beeinträchtigt. Dichtungsmaterialien unterliegen Hitze/Abkühlung.
Bei niedrigen Temperaturen beträgt das Schrumpfungsverhältnis des Polarisators 0,3 %/Grad, was dazu führt, dass die Polarisationseffizienz bei -40 Grad auf 80 % sinkt, während sie bei 25 Grad 95 % beträgt. Kompensieren Sie den Lichtverlust durch eine Erhöhung der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung: 25 %, wodurch der Stromverbrauch der LEDs steigt. Eine bestimmte Messung eines bestimmten Autoinstrumentenprojekts ergab, dass nach der Anwendung eines PVA-Polarisators auf Fluorbasis der Stromverbrauch der Hintergrundbeleuchtung bei -30 Grad von 120 mW auf 90 mW reduziert wurde, was einer Reduzierung um 25 % entspricht.
Anpassungsproblem bei niedrigen Temperaturen des Antriebskreises, von der Teileauswahl bis zur Formoptimierung.
Der Wirkungsgrad der Ladungspumpe sank schlagartig.
Bei niedrigen Temperaturen sinkt der Umwandlungswirkungsgrad herkömmlicher Ladepumpen erheblich: von 85 % bei Raumtemperatur auf lediglich 40 % bei - 40 Grad. Bei einer Ladungspumpe von 3. 3V auf 12V müsste der Eingangsstrom auf 50 mA ansteigen. Wenn -40 Grad Celsius erreicht sind, steigt der Gesamtstromverbrauch des gesamten Systems um fast 150 %. Bei bestimmten industriellen Sensorprojekten wurde der Stromverbrauch bei -40 °C durch den Einsatz eines externen DC/DC-Wandlers um 60 % gesenkt, was den Wirkungsgrad um 88 % verbesserte.
Gegensätzliches Gleichgewicht zwischen Arbeitszyklus und Bildrate
Um das Einfrieren der Flüssigkristallmoleküle zu verhindern, muss die Bildfrequenz des Laufwerks von seinem typischen Wert von 32 Hz auf 128 Hz erhöht werden. Gleichzeitig müssen wir den Arbeitszyklus auf die Hälfte senken, damit der Gesamtstromverbrauch unter Kontrolle bleibt. Tests an Terminals zur Überwachung der Kühlkette ergaben, dass die Verwendung einer Bildfrequenz von 128 Hz + 1/2 im Arbeitszyklus zu einem Spitzenstromverbrauch von bis zu 380 MW führen kann. Dies ermöglicht uns jedoch, unsere Anzeigeverzögerung von 500 ms auf nur 80 ms zu senken und die Anforderungen an Echtzeitwarnungen zu erfüllen.
Stromkosten bei Overdrive-Technologie
Impulsspannung=1.5 * stationäre Spannung, die während des Übergangs zwischen Codes in einem Segment angelegt und während des gesamten Schalters aufrechterhalten wird (3 - 5 ms). Dies beschleunigt den Flippin-Prozess des Moleküls, führt aber auch zu einer Erhöhung der verwendeten Spitzenleistung. Den realen Messungen einiger Leistungsmesser zufolge stieg nach dem Einsatz der Over{3}}-Technologie bei -40 Grad Celsius die Umschaltung des Einzelsegmentcodes von 80 mW auf 120 mW, die gesamte Anzeigeaktualisierungsdauer sank jedoch von 1,2 Sekunden auf 150 Millisekunden.
Eine Lösung auf Systemebene zur Leistungsoptimierung: Von der Materialinnovation zum Algorithmus
Neue Fortschritte bei der Anwendung von Frostschutz-Flüssigkristallmaterialien
Bei perfluorierten Flüssigkristallverbindungen (z. B. fluoriertem Cyclohexylbiphenyl) liegt die Tg unter -60 Grad und ihre Viskosität bei -40 Grad beträgt nur 250 cP (ein Viertel der von herkömmlichen Flüssigkristallen). Und nachdem wir dieses Zeug verwendet hatten, sank die Betriebsspannung für ein anderes Polar-Wissenschaftsgerät, das sie verwenden, erheblich, und zwar von der Notwendigkeit von 12 Volt, damit es funktioniert, bis hin zu der Möglichkeit, stattdessen mit 8 Volt laufen zu können, wodurch der Stromverbrauch etwa um die Hälfte oder 56 Prozent geringer ausfällt als zuvor. Fügen Sie zwischen 5 und 10 % Siloxan-Seitenketten-Flüssigkristalle hinzu, um die Viskosität um weitere 15 bis 20 % zu senken und die molekularen Flip-Zeiten auf über 60 ms zu senken.
Elektrodendesign basierend auf Mikro-/Nanostrukturen
Durch die fotolithografische Erzeugung sehr kleiner, höckerartiger Strukturen auf der transparenten leitfähigen Schicht, bekannt als ITO, werden die lokalen elektrischen Feldstärken (E=U/d) verstärkt, wodurch die benötigte Spannung um etwa 30 Prozent gesenkt wird. In bestimmten HMI-Tests für das Projekt, die in der Industrie durchgeführt wurden und bei denen Mikro- und Nanoelektroden verwendet wurden, wurde festgestellt, dass bei -40 Grad der Antriebsstromverbrauch von 450 mW auf 320 mW sank, was einem Rückgang von 29 % entspricht.
MILLISEKUNDEN-PULSE-HEIZTECHNOLOGIE
Der Graphen-Heizfilm nimmt 1/4 der Bildschirmfläche ein. Befestigen Sie es an der Rückseite eines LCD-Panels, um den nahegelegenen Ort durch 10-ms-Impulse mit einem Tastverhältnis von 10 % aufzuwärmen, was uns von -40 Grad bis zu -20 Grad bringt. Die tatsächlichen Zahlen für ein tatsächliches Smart-Meter-Projekt zeigen, dass selbst eine kleine Heizung weniger als 45 mW verbraucht; Und doch wird die Antriebsspannung von 12 V auf 8 V gesenkt – wodurch der Gesamtstromverbrauch um 60 % sinkt!
Ereignisgesteuerter Aktualisierungsalgorithmus
Entwerfen Sie einen On-Demand-Aktualisierungsmechanismus für das Anzeigezeichen „statisch + plötzliche Aktualisierung“ im IoT-Gerät: Wird alle 10 Sekunden aktualisiert, während es statisch ist, wird die plötzliche Aktualisierung in eine 128-Hz-Schnellaktualisierung umgewandelt. Der Testalgorithmus für Kühlkettenlogistikterminals reduziert den durchschnittlichen Stromverbrauch von 150 mW auf 80 mW und verlängert die Batterielebensdauer um 90 %.
Branchenanwendungsfall: Polarwissenschaftliche Studie und industrielle Kühlkette.
Polarer Sensor für wissenschaftliche Studien
Eine bestimmte wissenschaftliche Forschungsstation in der Antarktis hat eine bestimmte Art von Temperaturerfassungsgerät eingeführt, das diese flüssigkristalline Verbindung vom Typ Perfluorcarbonsäure zusammen mit dieser speziellen Art von Mikro-Nanoelektrode verwendet, um in einer Umgebung, in der die Außenatmosphäre bis auf -50 Grad Celsius absinken kann, alle 150 Millisekunden eine vollständige Anzeigeaktualisierung bereitzustellen, ohne dabei mehr als 180 Milliwatt Energie zu verbrauchen, und außerdem werden sie mit zwei AA-Batterien betrieben unter normalen Bedingungen höchstens etwa zwei Jahre haltbar.
Terminals zur Überwachung industrieller Kühlketten
Ein bestimmtes Kühlkettenlogistikunternehmen nutzte eine zeitgesteuerte Erneuerungs-+Graphen-Wärmeschichtlösung. Es hat seinen durchschnittlichen Stromverbrauch um weniger als die Hälfte reduziert und ist in einer Atmosphäre von -25 Grad um 120 MW auf 65 MW gesunken. Außerdem hat es die Austauschzeit unserer Batterien von etwa zwei Monaten auf einen Zeitraum von vier bis fünf Monaten verlängert.
Instrumentensysteme für Raumfahrzeuge
Eine Art Deep-Space-Detektorgerät nutzt Quantenpunkt-Hintergrundbeleuchtung und dynamische Dimmtechniken durch die Anpassung der Helligkeit, die je nach Umgebungslichtbedingungen variiert (-100 Grad - 80 % bei 1000 Lux, -25 % bei 50 Lux), wodurch der Stromverbrauch der Hintergrundbeleuchtung um 45 W auf 15 W reduziert wird, was zu einer Gesamtreduzierungsrate von 67 % führt.
