พื้นฐานทางเทคนิคของการทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ: การทำงานร่วมกันระหว่าง-วัสดุคริสตัลเหลวและวงจรขับเคลื่อน
ลักษณะการตอบสนองของสนามไฟฟ้าของวัสดุคริสตัลเหลว
ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าต่อการเปลี่ยนแปลงในการจัดเรียงโมเลกุลผลึกเหลวของจอ LCD เช่นเทนเนสซี; เมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้า โมเลกุลจะจัดเรียงตัวเองเป็นรูปเกลียวที่ช่วยให้แสงผ่านได้อย่างอิสระ แต่เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้น โมเลกุลจะเรียงตัวขนานกับอะไรก็ตามที่ทำให้เกิดสนามไฟฟ้าซึ่งจะบังแสงทั้งหมด กระบวนการนี้มีความไวต่อเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าอย่างมาก
Threshold Vltage หรือ Vth คือปริมาณแรงดันไฟฟ้าวิกฤตในหน่วยโวลต์ที่จะเริ่มต้นการโก่งตัวของโมเลกุลผลึกเหลว และโดยทั่วไปตัวเลขนี้จะอยู่ที่ประมาณ 2 - 3 โวลต์
แรงดันไฟฟ้าอิ่มตัว (Vsat) ซึ่งเป็นระดับแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นเพื่อให้ผลึกเหลวโก่งตัวได้เต็มที่ โดยส่วนใหญ่จะอยู่ที่ประมาณ 4 - 6 V
และเครื่องมือ LCD สมัยใหม่ พวกมันสามารถลด Vth ลงจนสุดภายใต้ 1. 5V หากคุณใช้สิ่งที่ถูกต้อง เช่น การปรับสูตรผลึกเหลวให้เหมาะสม (เติมฟลูออโร- หรือไซยาโน-อะไรสักอย่าง ) ยังคงค่อนข้างดีในการสร้างสิ่งที่มืดสว่าง > 1000 : 1 แต่เร็วถึง 10 มิลลิวินาที นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมเราถึงต้องการทำงานโดยใช้โวลต์น้อยลง
การออกแบบวงจรขับแรงดันต่ำ
วงจรไดรเวอร์ LCD แบบเดิมจะใช้แหล่งจ่ายไฟที่เพิ่มขึ้นมาประมาณ 1 ขั้นตอนพิเศษ และจะจ่ายไฟสูงสุดประมาณ 10 ถึง 20 โวลต์เพื่อจ่ายไฟให้กับจอแสดงผลคริสตัลเหลวของคุณ แต่ตอนนี้คุณมีเทคโนโลยีประเภทนี้ใน LCD อุปกรณ์สมัยใหม่เช่นนี้แล้ว เทคโนโลยีที่เรากำลังพิจารณาอยู่สามารถผลิตไฟฟ้าแรงต่ำได้ดีด้วยตัวมันเอง
รวมไดรเวอร์ IC: เช่น SED1520,T6963c และอื่นๆ วงจรปั๊มชาร์จแบบรวมเหล่านี้ สามารถเพิ่ม 3.3V เป็นแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นของคริสตัลเหลว และสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับพอร์ต I / O ของไมโครคอนโทรลเลอร์ ซึ่งช่วยลดปริมาณของชิ้นส่วนภายนอก
DVS: เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าขณะขับขี่แบบไดนามิก ขึ้นอยู่กับสิ่งที่กำลังแสดง เช่นการลดแรงดันไฟฟ้าลงเหลือ 2.5V เมื่อแสดงข้อความบางส่วน และเพิ่มกลับเป็น 3.3V เพื่อแสดงภาพเคลื่อนไหว ประหยัดทั้งการใช้พลังงานและผลลัพธ์ที่ได้
โหมดการแสดงผลพลังงานต่ำ: สามารถรองรับการรีเฟรชบางส่วนและฟังก์ชันโหมดสลีปได้ ตัวอย่างเช่น มิเตอร์อัจฉริยะสามารถอัปเดตส่วนแสดงเวลาได้เมื่ออยู่ในโหมดสแตนด์บายเท่านั้น ซึ่งจะลดการใช้พลังงานลงเหลือน้อยกว่า 0.1mW
กรณีการใช้งานในอุตสาหกรรม: การใช้งาน LCD แรงดันต่ำทั่วไป
เครื่องมือทางอุตสาหกรรม: การทำงานภายใต้สภาวะที่ยากลำบาก
ในปิโตรเคมี/โลหะวิทยา ฯลฯ เครื่องมือทำงานตั้งแต่ -40 องศาถึง +85 องศา เครื่องมือ HMI อุตสาหกรรมบางยี่ห้อใช้จอ LCD ที่ชุบแข็งด้วยความเย็นและทำงานโดยเทคโนโลยีนี้
ฟิล์มทำความร้อนในตัว: ฟิล์มทำความร้อน ITO ถูกรวมไว้ภายในซับสเตรตของ LCD และใช้ร่วมกับแหล่งแสงพื้นหลัง ปริมาณพลังงานความร้อนที่ใช้จะถูกจัดการโดยอัตโนมัติผ่านเครื่องมือตรวจจับอุณหภูมิ เพื่อให้ทุกอย่างทำงานได้อย่างถูกต้องที่ 3.3 โวลต์ ภายใต้อุณหภูมิต่ำ (ลบ 20 องศาเซลเซียส)
การออกแบบแหล่งจ่ายไฟที่กว้างขึ้น: รองรับอินพุต 9- 36V, ให้ไฟ 3.3V ที่เสถียรโดยการแปลง DC-DC และสามารถปรับให้เข้ากับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันในที่ทำงาน
มิเตอร์อัจฉริยะ: วิธีแก้ปัญหาสำหรับการแสดงผลด้วยอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานมาก
สมาร์ทมิเตอร์ต้องทำงานเป็นเวลานาน (มากกว่า 10 ปี) และยังใช้พลังงานมากกว่าอีกด้วย รูปแบบของมิเตอร์ไฟฟ้าเฟสเดียวที่ใช้จอ LCD ชนิดสะท้อนแสง เนื่องจากจอแสดงผลมีการทำงานของแรงดันไฟฟ้าต่ำดังต่อไปนี้
ไฟแบ็คไลท์-ออกแบบฟรี: ใช้แสงโดยรอบเพื่อสะท้อนบนหน้าจอของคุณ จึงไม่ต้องใช้โมดูลแบ็คไลท์ และจะทำงานที่ 2v หรือต่ำกว่า
เทคโนโลยีการขับขี่แบบแบ่งส่วน: เนื้อหาที่แสดงแบ่งออกเป็นหลายส่วน ขับเคลื่อนแต่ละส่วนทีละส่วนเพื่อลดการใช้พลังงานโดยไม่จำเป็น ข้อมูลที่วัดได้จากภาพด้านบน มิเตอร์แสดงการใช้พลังงานเพียง 0. 05 mW/ cm 2 ในแรงดันไฟฟ้า 3.3V
อุปกรณ์ทางการแพทย์: ประการแรก ปลอดภัยต้องมาก่อน การออกแบบแรงดันไฟฟ้าต่ำ
การทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดไฟฟ้าช็อตในจอภาพแบบพกพา เครื่องวัดระดับน้ำตาลในเลือด ฯลฯ และตอนนี้ สำหรับจอภาพมือถือบางยี่ห้อ- พวกเขาได้รวมอุปกรณ์นิรภัยประเภทต่อไปนี้ไว้ด้วย
แหล่งจ่ายไฟแยก: การแยกระหว่างอินพุตและเอาต์พุตโดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้า ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าในส่วนที่สัมผัสกับผู้ป่วยต่ำกว่า 6V
Dul Battery Redundancy: สร้างด้วย 2* 1.5V AA, กำลังไฟ 3.3V จากบูสเตอร์ และยังคงแสดงอยู่หลังจากแบตเตอรี่หมดหนึ่งก้อน
ปัญหาความน่าเชื่อถือและแนวทางแก้ไข
ภายใต้แรงดันไฟฟ้าต่ำ แสดงปัญหาความสม่ำเสมอ
หากโวลต์ต่ำกว่า 2.5V จอ LCD จะสร้างส่วนที่มืดขึ้นเนื่องจากการเบี่ยงเบนไม่เพียงพอ วิธีแก้ไขคือ:
การเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างแผ่นนำแสง: แผ่นนำแสงแบบปริซึมขนาดเล็กเพื่อปรับปรุงการใช้แสงด้านหลัง เช่นเดียวกับในอีกกรณีหนึ่ง เช่น เมื่อจอ LCD ของแผงหน้าปัดรถยนต์สามารถเพิ่มความสม่ำเสมอของความสว่างได้สูงสุดถึง 92% เพียงใช้แผ่นนำแสงชนิดอื่นที่ใช้ไฟฟ้า 3 โวลต์ (3 โวลต์)
การปรับคอนทราสต์แบบไดนามิก: ปรับคอนทราสต์ของจอแสดงผลโดยอัตโนมัติตามความแรงของแสงสิ่งแวดล้อม สภาพแวดล้อมที่มีแสงจ้า ( > 10,000lux ) คอนทราสต์เพิ่มขึ้นเป็น 1000:1 เพื่อชดเชยความสว่างที่ลดลงเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าต่ำลดลง
การตอบสนองล่าช้าภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ
ผลึกเหลวมีความหนืดสูงขึ้นเมื่อเย็นและเวลาปฏิกิริยาก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน แผงหน้าปัดรถยนต์โดยเฉพาะ-จอ LCD ช่วยแก้ไขปัญหานี้ด้วยเทคโนโลยีเหล่านี้:
ITO heating film: Transparent heating films on either side of the liquid crystal layer for keeping the temp. at >0 องศาพร้อมปฏิกิริยาที่รวดเร็ว<15ms.
อุ่นอัลโก: เมื่อคริสตัลเหลวของอุปกรณ์สตาร์ทเครื่องได้รับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 5V ในตอนแรก จากนั้นอุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว และหลังจากนั้นไปที่มาตรฐาน 3. 3V
การสลายตัวของแรงดันไฟฟ้าต่ำในระยะยาวของอายุการใช้งาน
วัสดุ LCM อาจมีอิเล็กโทรไลต์ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำเป็นเวลานาน และจอแสดงผลเสียหาย จอ LCD ควบคุมอุตสาหกรรมช่วยเพิ่มอายุการใช้งานโดยทำดังนี้:
รูปคลื่นที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ: ใช้การขับคลื่นสี่เหลี่ยมสมมาตร-เพื่อป้องกันการชดเชยกระแสตรง อัตราอิเล็กโทรลิซิสลดลง 90%
ปรับเปลี่ยนวัสดุ: เพิ่มสารต้านอนุมูลอิสระให้กับ LC เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของอิเล็กโทรด ตามผลการทดสอบจริงของเรา เราพบว่า LCD สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องมากกว่า 50,000 โดยมีแรงดันไฟฟ้าที่ 2.5V
