และปัญหาที่แท้จริงของการใช้ไฟฟ้าที่อุณหภูมิต่ำ - เพิ่มขึ้น: มันคือภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกระหว่างการเดินทางจากรัฐหนึ่งไปอีกรัฐหนึ่งเพื่อซื้อคริสตัลเหลว
การเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณของความหนืดของ LC และแรงดันไฟฟ้าที่เกณฑ์
การเคลื่อนไหวของผลึกเหลวจะหยุดแรงมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิต่ำลง นี่คือเลขชี้กำลัง ผลึกเหลวปกติประเภท TN มีความหนืดสูงกว่าที่ 25 องศาถึง 8 เท่า (-40 องศา : 50cP, 400cP): ขั้นตอนนี้ใช้เวลานานกว่ามากในการกลับตัวของโมเลกุล หรือประมาณ 64 เท่า วงจรขับเคลื่อนต้องการให้การตอบสนองดำเนินต่อไปในระดับนี้ ดังนั้นเราจะทำให้แรงดันไฟฟ้าของเราเปลี่ยนจากสามโวลต์ไปจนถึงสิบสองโวลต์ ทำให้การใช้พลังงานของเราเพิ่มขึ้นสิบหกเท่าของค่าปัจจุบัน= ด้วยการใช้ข้อมูลการวัดจริงจากเครื่องมือตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงขั้ว เราสามารถสังเกตได้ว่าที่อุณหภูมิ –40 องศาเซลเซียส หากใครก็ตามเพียงแค่เพิ่มแรงดันไฟฟ้าในการขับเคลื่อน เราจะสังเกตเห็นค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นประมาณ 120mW
ผลโพลาไรเซชันอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของไอออนลดลง
เมื่ออุณหภูมิต่ำ ไอออน mobi จะลดลงในผลึกเหลวจาก 10⁻¹²cm² V/s ที่ 25 องศา และลงไปต่ำสุดที่ 10⁻¹⁴cm² V/s ประมาณ -40 องศา ซึ่งทำให้เกิดการสะสมตัวของส่วนที่เหลือ ขั้วสวนทางกับวงจรขับเคลื่อนที่มีพัลส์ขั้วสลับ (ไบโพลาร์) การใช้พลังงานเพิ่มขึ้น 30% เทอร์โมสตัทอุตสาหกรรมได้รับการทดสอบแล้วเกิดความเบลอที่ -20 องศา ในอัตรา 40% แต่เมื่อเปลี่ยนมาเป็น Bipolar Drive ที่ได้รับการปรับปรุง พบว่ากินไฟมากกว่า 45 mW แต่เป็นการปรับปรุงที่ดีมากจนทำให้ดีกว่า Unipolar Drive
และอุ่นขึ้น/เย็นลง ฟิล์มโพลาไรซ์จะได้รับผลกระทบจากความร้อน/ความเย็น วัสดุปิดผนึกอาจมีความร้อน/ความเย็น
ที่อุณหภูมิต่ำ อัตราส่วนการหดตัวของโพลาไรเซอร์คือ 0.3%/ องศา ส่งผลให้ประสิทธิภาพโพลาไรซ์ลดลงเหลือ 80% ที่ -40 องศา เมื่ออยู่ที่ 95% ที่ 25 องศา ชดเชยการสูญเสียแสงด้วยการเพิ่มความสว่างของแบ็คไลท์: 25% ซึ่งจะเป็นการเพิ่มการใช้พลังงานของ LED การวัดเฉพาะของโครงการ-เครื่องมือสำหรับรถยนต์บางรุ่นเผยให้เห็นหลังจากการใช้โพลาไรเซอร์ PVA ที่ใช้ฟลูออรีน -การใช้พลังงานแบ็คไลท์ที่ -30 องศา ลดลงจาก 120 mW เป็น 90 mW ซึ่งเท่ากับ 25%
ปัญหาการปรับอุณหภูมิวงจรขับต่ำ- ตั้งแต่การเลือกชิ้นส่วนไปจนถึงการปรับรูปร่างให้เหมาะสม
ประสิทธิภาพของปั๊มชาร์จลดลงเหมือนหน้าผา
ที่อุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพการแปลงสำหรับปั๊มประจุแบบเดิมจะลดลงอย่างมาก: ลดลงจาก 85 % @ RT เหลือเพียง 40 % @ - 40 องศา ปั๊มชาร์จเช่นจาก 3. 3V เป็น 12V จะต้องให้กระแสอินพุตเพิ่มขึ้นสูงถึง 50 mA เมื่อถึง -40 องศาเซนติเกรด การใช้พลังงานรวมของทั้งระบบจะเพิ่มขึ้นเกือบ 150% โครงการเซ็นเซอร์อุตสาหกรรมบางโครงการ ลดการใช้พลังงานลง 60% ที่ -40 องศา c เนื่องจากการใช้ตัวแปลง DC–DC ภายนอกที่ปรับปรุงระดับประสิทธิภาพ 88%
ความสมดุลของรอบการทำงานและอัตราเฟรมที่ตรงกันข้าม
เพื่อป้องกันการแช่แข็งของโมเลกุลคริสตัลเหลว จำเป็นต้องเพิ่มอัตราเฟรมของไดรฟ์จากค่าปกติที่ 32 Hz เป็น 128 Hz และในเวลาเดียวกัน เราจำเป็นต้องลดรอบการทำงานลงเหลือ 1/2 เพื่อที่จะควบคุมการใช้พลังงานโดยรวม การทดสอบเทอร์มินัลการตรวจสอบสายโซ่เย็นระบุว่าการใช้อัตราเฟรม 128hz + 1/2 รอบการทำงานสามารถมีการใช้พลังงานสูงสุดได้สูงถึง 380 mw อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถลดความล่าช้าในการแสดงผลของเราจาก 500 ms เหลือเพียง 80 ms และตรงตามข้อกำหนดการแจ้งเตือนแบบเรียลไทม์-
ต้นทุนพลังงานจากเทคโนโลยีโอเวอร์ไดรฟ์
แรงดันไฟฟ้าพัลส์=1.5 * แรงดันไฟฟ้าสถานะคงตัวที่ใช้ระหว่างการเปลี่ยนระหว่างรหัสบนส่วนใดส่วนหนึ่ง และคงไว้ตลอดสวิตช์ (3 - 5 ms) ซึ่งจะช่วยเร่งกระบวนการพลิกพินของโมเลกุล แต่ยังทำให้กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่ใช้เพิ่มขึ้นด้วย จากการวัดจริงของมิเตอร์วัดกำลังบางส่วน การใช้เทคโนโลยีการขับเคลื่อนเกิน-ภายหลัง ในอุณหภูมิ -40 องศาเซลเซียส การเปลี่ยนรหัสส่วนเดียวเพิ่มขึ้นจาก 80 mW เป็น 120 mW อย่างไรก็ตาม ระยะเวลาการอัปเดตการแสดงผลทั้งหมดลดลงจาก 1.2 วินาทีเป็น 150 มิลลิวินาที
โซลูชันระดับระบบสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน: จากนวัตกรรมด้านวัสดุไปจนถึง Algorthim创新
ความก้าวหน้าใหม่ในการใช้งานวัสดุคริสตัลเหลวป้องกันการแข็งตัว
สำหรับสารประกอบผลึกเหลวชนิดเพอร์ฟลูออริเนต Tg (เช่น ฟลูออริเนตไซโคลเฮกซิลไบฟีนิล) มีค่าต่ำกว่า -60 องศา และความหนืดที่ -40 องศาคือเพียง 250cP (หนึ่งในสี่ของผลึกเหลวทั่วไป) และหลังจากที่เราใช้สิ่งนี้ก็ทำให้แรงดันไฟในการขับเคลื่อนของอุปกรณ์ขั้วโลกวิทยาศาสตร์อีกอันที่พวกเขาใช้ลดลงตลอดจนต้องใช้ไฟ 12 โวลต์ถึงทำให้มันทำงานได้เหมือนวิ่งด้วยไฟ 8 โวลต์แทน ซึ่งทำให้การใช้พลังงานลดลงประมาณครึ่งหนึ่งหรือ 56 เปอร์เซ็นต์จากเดิม เติมผลึกเหลวของสายไซล็อกเซนด้านข้างระหว่าง 5%-10% เพื่อลดความหนืดอีก 15%-20% และทำให้เวลาการพลิกกลับของโมเลกุลลดลงเกิน 60 มิลลิวินาที
การออกแบบอิเล็กโทรดขับเคลื่อนด้วยโครงสร้างไมโคร/นาโน
ด้วยการสร้างภาพพิมพ์หินของโครงสร้างคล้ายปุ่มเล็กๆ-บนชั้นสื่อกระแสไฟฟ้าโปร่งใสที่เรียกว่า ITO ความเข้มของสนามไฟฟ้าเฉพาะที่ (E=U/d) จะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการลดลงประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ ในการทดสอบ HMI บางอย่างสำหรับโครงการที่ดำเนินการในอุตสาหกรรม เมื่อใช้อิเล็กโทรดไมโครและนาโน พบว่าที่ -40 องศา การใช้พลังงานในการขับเคลื่อนลดลงจาก 450mW เป็น 320mW ซึ่งคิดเป็นการลดลง 29%
เทคโนโลยีการทำความร้อนแบบพัลส์ระดับมิลลิวินาที
ฟิล์มทำความร้อนแบบกราฟีนใช้พื้นที่ 1/4 ของพื้นที่หน้าจอ ติดไว้ที่ด้านหลังของแผง LCD เพื่ออุ่นสถานที่ใกล้เคียงด้วยพัลส์ 10 มิลลิวินาที โดยมีอัตราส่วนหน้าที่ 10% พาเราจาก -40 องศาไปจนถึง -20 องศา ตัวเลขจริงสำหรับโครงการมิเตอร์อัจฉริยะจริงระบุว่าแม้แต่การให้ความร้อนเพียงเล็กน้อยก็กินไฟน้อยกว่า 45mW; แต่ยังลดแรงดันไฟฟ้าขณะขับลงจาก 12V เป็น 8V ทำให้การใช้พลังงานทั้งหมดลดลง 60%!
อัลกอริธึมการรีเฟรชที่ขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์
ออกแบบกลไกการรีเฟรชตาม-ความต้องการสำหรับอักขระที่แสดง "การอัปเดตแบบคงที่ + การอัปเดตอย่างกะทันหัน" ในอุปกรณ์ IoT: รีเฟรชทุกๆ 10 วินาทีในขณะที่เป็นแบบคงที่ การอัปเดตอย่างกะทันหันจะกลายเป็นการรีเฟรชที่รวดเร็ว 128Hz อัลกอริธึมการทดสอบเทอร์มินัลโลจิสติกส์แบบเย็นช่วยลดการใช้พลังงานโดยเฉลี่ยจาก 150mW เป็น 80mW และยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้ 90%
กรณีการใช้งานในอุตสาหกรรม: การศึกษาทางวิทยาศาสตร์เชิงขั้วและห่วงโซ่ความเย็นทางอุตสาหกรรม
เซ็นเซอร์การศึกษาทางวิทยาศาสตร์เชิงขั้ว
สถานีวิจัยทางวิทยาศาสตร์แอนตาร์กติกบางแห่งได้นำอุปกรณ์ตรวจจับอุณหภูมิบางประเภทมาใช้ ซึ่งใช้สารประกอบผลึกเหลวชนิดกรดเปอร์ฟลูออโรคาร์บอกซิลิกนี้ร่วมกับไมโครนาโนอิเล็กโทรดชนิดพิเศษที่ตั้งค่าไว้เพื่อให้สามารถอัปเดตการแสดงผลได้อย่างสมบูรณ์ทุกๆ 150 มิลลิวินาทีภายในสภาพแวดล้อมที่บรรยากาศภายนอกอาจลดลงจนสุดถึง -50 องศาเซลเซียส โดยไม่ต้องดึงพลังงานออกมามากกว่าร้อยแปดสิบมิลลิวัตต์ขณะอยู่ที่นั้นเช่นกัน อีกทั้งใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ AA สองก้อนซึ่งมีอายุการใช้งานสูงสุดเกือบสองปีภายใต้สภาวะปกติ
เทอร์มินัลตรวจสอบโซ่เย็นอุตสาหกรรม
บริษัทโลจิสติกส์ด้านห้องเย็นแห่งหนึ่งใช้โอกาส-ขับเคลื่อนโซลูชันวอร์มเลเยอร์ที่ต่ออายุ+กราฟีน โดยทำให้ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานโดยเฉลี่ยน้อยกว่าครึ่งหนึ่ง โดยลดลง 120mW ไปสู่บรรยากาศ -25 องศาเหลือ 65mW และยังได้ขยายเวลาการเปลี่ยนแบตเตอรี่ของเราประมาณ 2 เดือนเป็นช่วง 4-5 เดือนอีกด้วย
ระบบเครื่องมือยานอวกาศ
อุปกรณ์ตรวจจับห้วงอวกาศบางประเภทใช้แสงด้านหลังแบบควอนตัมดอท+เทคนิคการหรี่แสงแบบไดนามิก ผ่านการปรับความสว่างซึ่งแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาพแสงโดยรอบ (-100 องศา - 80% ที่ 1000lux, -25% ที่ 50lux) ช่วยลดการใช้พลังงานแสงด้านหลังลง 45w ถึง 15w ส่งผลให้อัตราการลดลงโดยรวมอยู่ที่ 67%
