1. Состав энергопотребления сегментированного ЖК-дисплея: основное преимущество заключается в техническом принципе.
Потребляемая мощность сегментированного ЖК-дисплея в основном состоит из трех частей: тока управления отклонением молекул жидкого кристалла, статического энергопотребления управляющей микросхемы и энергопотребления подсветки (если она включена). Его основное преимущество заключается в характеристиках управления электрическим полем самих жидкокристаллических материалов - только ток микроамперного уровня необходим для изменения расположения молекул жидкого кристалла и достижения переключения состояний дисплея.
Энергопотребление драйвера ЖК-дисплея:
Напряжение, необходимое для отклонения молекул жидкого кристалла, обычно составляет 3,3 В-5 В, а ток составляет всего 5-10 мкА. Эта особенность делает его энергопотребление намного ниже, чем у технологий активного светоизлучающего дисплея, таких как светодиоды и OLED, в режиме без подсветки. Например, определенному 5-дюймовому сегментированному ЖК-дисплею для статического отображения требуется ток всего 0,57 мкА (в режиме автономного конденсаторного разделения напряжения), а в сочетании с маломощным микроконтроллером общий ток системы можно контролировать в пределах 2,2 мкА.
Потребляемая мощность микросхемы драйвера:
Статическое энергопотребление микросхем драйвера ЖК-дисплея с выделенным кодом сегмента (например, HT1621) обычно ниже 100 мкА, в то время как благодаря технологии мультиплексирования (например, мультиплексирования 4:1) фактическое время подачи питания каждого сегмента составляет только 25%, что еще больше снижает динамическое энергопотребление. Такая конструкция позволяет сегментированному ЖК-дисплею большого- размера сохранять характеристики низкого энергопотребления даже при работе со сложными схемами.
Потребляемая мощность подсветки:
Подсветка является основной переменной, влияющей на энергопотребление сегментированного ЖК-дисплея. Потребляемая мощность одной светодиодной бусины составляет около 15 мА. Если на 5-дюймовом экране соединить параллельно 10 шариков, то потребляемая мощность подсветки может достигать 150 мА. Однако благодаря конструкции полупрозрачного и полуотражающего поляризатора экран может отключать подсветку, когда окружающего света достаточно, полагаясь только на отраженный свет для отображения. В это время энергопотребление такое же, как и в режиме без подсветки.
2. Проблема энергопотребления сегментированных ЖК-дисплеев большого-размера: граничный эффект увеличения размера.
Когда размер сегментированного ЖК-дисплея увеличивается с традиционного небольшого размера до более 5 дюймов, изменение энергопотребления необходимо оценивать со следующих точек зрения:
Площадь ЖК-панели и движущая нагрузка:
Большие экраны требуют большего количества сегментов драйвера (например, расширение с 32 сегментов до 128 сегментов), но энергопотребление микросхем драйверов не увеличивается линейно. Например, когда HT1621 управляет 128 сегментами, статическая потребляемая мощность увеличивается только со 100 мкА до 120 мкА с ограниченным усилением. Ключ заключается в выборе метода управления: использование динамического сканирования может снизить мгновенный ток, тогда как статическое управление требует более высокого пикового тока.
Экспоненциальный рост энергопотребления подсветки:
Потребляемая мощность подсветки прямо пропорциональна количеству светодиодных чипов. Если на 5-дюймовом экране используется боковая светодиодная подсветка (например, 8 светодиодных чипов), потребляемая мощность составит около 120 мА; в то время как полная подсветка массива (например, 32 светодиодных чипа) может потреблять до 480 мА. На этом этапе энергопотребление подсветки может превысить сумму драйвера ЖК-дисплея и микросхемы драйвера, становясь доминирующим фактором энергопотребления системы.
Снижение эффективности мультиплексирования:
В ЖК-дисплеях с сегментным кодом небольшого размера обычно используется мультиплексирование 4:1 или 8:1, но для экранов большого-размера коэффициент мультиплексирования может уменьшиться до 2:1 из-за увеличения количества сегментов, что приводит к увеличению рабочей частоты микросхемы драйвера и статическому энергопотреблению. Например, определенный 7-дюймовый сегментный ЖК-дисплей увеличивает потребляемую мощность ИС драйвера с 80 мкА до 150 мкА при мультиплексировании 2:1.
3. Адаптация сценария применения: жилое пространство с сегментированным ЖК-дисплеем большого- размера.
Хотя сегментированные ЖК-дисплеи большого- размера сталкиваются с проблемами энергопотребления подсветки, они по-прежнему незаменимы в определенных сценариях:
Наружные инструменты и промышленное оборудование:
В таких сценариях, как счетчики воды и электроэнергии на солнечной энергии, полупрозрачный и полуотражающий сегментированный ЖК-дисплей может полностью отключить подсветку и полагаться на окружающий свет для отображения. Например, определенный 5-дюймовый солнечный счетчик воды имеет отражающую конструкцию, которая не требует замены батареи в течение 10-летнего срока службы, а энергопотребление ЖК-дисплея составляет только 5% от общего энергопотребления системы.
Требования к отображению низкочастотного обновления:
В таких сценариях, как регистраторы температуры и влажности, устройства мониторинга окружающей среды и т. д., содержимое экрана обновляется только несколько раз в час. На этом этапе динамическое энергопотребление микросхемы драйвера можно игнорировать, а общее энергопотребление системы определяется подсветкой. Если используется светочувствительная подсветка с автоматической регулировкой, подсветку можно отключить в течение дня и использовать при низкой яркости (например, 5 мА) в ночное время, что значительно продлевает срок службы батареи.
Приложения, чувствительные к затратам:
Экономическое преимущество сегментированного ЖК-экрана большого-размера намного превосходит преимущество TFT-ЖК-дисплея или OLED. Например, сегментированный ЖК-модуль с диагональю 5-дюймов стоит около 8 долларов США, а модуль TFT-ЖК-дисплея того же размера стоит более 20 долларов США. В таких сценариях, как интеллектуальные сельскохозяйственные контроллеры и недорогое медицинское оборудование, стратегия приоритета затрат делает сегментированный ЖК-дисплей предпочтительным выбором.
