Basi tecniche del funzionamento a bassa tensione: cooperazione tra materiale a cristalli liquidi-e circuiti di pilotaggio.
Caratteristiche di risposta al campo elettrico del materiale a cristalli liquidi
Sotto l'influenza di un campo elettrico, i cambiamenti nella disposizione delle molecole di cristalli liquidi dei display LCD. TN per esempio; quando non c'è tensione, le molecole si dispongono a forma di cavatappi che lascia passare liberamente la luce, ma una volta introdotta la tensione si allineano parallelamente a qualunque cosa stia creando il campo elettrico che blocca completamente la luce. Questo processo è molto suscettibile alla soglia di tensione.
La tensione di soglia o Vth è quella quantità critica di tensione in volt che avvierà la deflessione delle molecole di cristalli liquidi e questo numero può generalmente essere trovato intorno a 2 – 3 volt.
La tensione di saturazione (Vsat), il livello di tensione richiesto per ottenere una deflessione completa dei cristalli liquidi, è per lo più di circa 4 - 6 V.
E i moderni LCD degli strumenti, possono abbassare la loro Vth fino a 1. 5V se usi le cose giuste come ottimizzare quelle ricette di cristalli liquidi (aggiungere fluoro- o ciano-qualcosa? ), essere comunque abbastanza bravo a creare cose luminose e scure > 1000: 1 ma veloci come 10 millisecondi, quindi è un po' come il motivo per cui vogliamo operare con meno volt.
Progettazione a bassa tensione del circuito di pilotaggio.
Il tradizionale circuito del driver LCD assorbirà un alimentatore che è stato aumentato di circa un passo in più e arriva fino a dieci o venti volt per alimentare il tuo display a cristalli liquidi, ma ora hai questo tipo di tecnologia in uno strumento LCD più moderno come questo. La tecnologia che stiamo esaminando può fare benissimo il lavoro a bassa tensione da sola.
IC driver integrato: come SED1520, T6963c e così via, questi circuiti integrati di pompa di carica possono aumentare di 3,3 V la tensione necessaria dei cristalli liquidi ed essere in grado di collegarsi direttamente alla porta I/O del microcontrollore, riducendo così la quantità di parti esterne.
DVS: modifica dinamicamente la tensione di pilotaggio in base a ciò che viene mostrato. Ad esempio, ridurre la tensione a 2,5 V durante la visualizzazione di alcuni testi e riportarla a 3,3 V per la visualizzazione di immagini in movimento, risparmiando sia sul consumo energetico che sui risultati ottenuti.
Modalità di visualizzazione a basso consumo: può supportare la funzione di aggiornamento parziale e modalità di sospensione. Ad esempio, un contatore intelligente può aggiornare la parte di visualizzazione dell’ora solo quando è in standby, riducendo così il consumo energetico a meno di 0,1 mW.
Casi applicativi nel settore: utilizzo comune di LCD a bassa tensione.
Strumenti industriali: funzionamento in condizioni difficili.
Nella petrolchimica/metallurgia ecc. gli strumenti operano da -40 gradi a +85 gradi. Alcuni tipi di strumenti HMI industriali di marca utilizzano un LCD temprato a freddo e gestito da questa tecnologia.
Pellicola riscaldante incorporata: una pellicola riscaldante ITO è integrata nel substrato dell'LCD ed è insieme alla sorgente di retroilluminazione; la quantità di energia termica utilizzata viene gestita automaticamente tramite uno strumento di rilevamento della temperatura in modo che tutto funzioni correttamente a 3,3 Volt a bassa temperatura (meno venti gradi Celsius).
Design ampliato dell'alimentatore: supporta un ingresso da 9-36 V, fornisce 3,3 V stabili tramite conversione CC-CC, è in grado di adattarsi a diverse tensioni sul posto di lavoro.
Smart meter: soluzione per visualizzare con una durata della batteria estremamente lunga
Gli smartmeter devono funzionare per un lungo periodo (più di 10 anni) e consumano anche più energia. Un modello di contatore elettrico monofase che adotta il tipo LCD riflettente poiché il suo display ha il seguente funzionamento a bassa tensione.
design senza retroilluminazione-: utilizza la luce ambientale per rifletterla sullo schermo, quindi non è necessario alcun modulo di retroilluminazione e funzionerà a 2 V o meno.
Tecnologia di guida segmentata: i contenuti del display sono suddivisi in più parti. Prepara ogni porzione individualmente per ridurre l'utilizzo non necessario di energia. Dati misurati, come si può vedere dall'immagine sopra, lo strumento mostra un consumo energetico di soli 0. 05 mW/ cm 2 con una tensione di 3,3 V.
Attrezzature mediche: prima di tutto, la sicurezza prima di tutto, la progettazione a bassa tensione
Il funzionamento a bassa tensione riduce il rischio di scosse elettriche nel monitor portatile, nel misuratore della glicemia ecc. E ora, per una marca molto particolare di monitor portatile- hanno incorporato il seguente tipo di dispositivo di sicurezza.
Alimentazione isolata: l'isolamento tra ingresso e uscita utilizzando il trasformatore, assicurarsi che la tensione nella parte di contatto con il paziente sia inferiore a 6 V.
Ridondanza batteria Dul: costruita con 2* 1,5 V AA, alimentazione 3,3 V da un booster, viene visualizzata anche dopo che una batteria è scarica.
Problemi e soluzioni di affidabilità.
In condizioni di bassa tensione, problemi di uniformità del display.
Se il volt è inferiore a 2,5 V, l'LCD produrrà una parte più scura perché non ha una deviazione sufficiente. La soluzione è:
Ottimizzazione strutturale della piastra guida luce: piastra guida luce microprismatica per migliorare l'utilizzo della retroilluminazione. Come in un altro caso, come quando il display LCD del cruscotto di un'auto è stato in grado di aumentare l'uniformità della luminosità fino al 92% semplicemente utilizzando un diverso tipo di piastra guida luce a tre volt (3 V) di elettricità.
Regolazione dinamica del contrasto: regolazione automatica del contrasto del display in base all'intensità della luce ambientale. Ambiente con luce forte (> 10000lux) Il contrasto aumenta a 1000:1, per compensare una diminuzione della luminosità dovuta a una diminuzione della bassa tensione.
ritardo della risposta in ambienti a bassa temperatura
La viscosità dei cristalli liquidi aumenta quando fa freddo, così come i loro tempi di reazione. Un particolare display LCD del cruscotto-di un'automobile risolve questo problema con queste tecnologie:
ITO heating film: Transparent heating films on either side of the liquid crystal layer for keeping the temp. at >0 gradi con reazione rapida<15ms.
Algoritmo di preriscaldamento: all'avvio, ai cristalli liquidi del dispositivo viene inizialmente fornita un'alta tensione di 5 V, quindi la temperatura aumenta rapidamente e successivamente raggiunge i 3. 3V standard.
Decadimento a lungo termine della durata della vita a bassa tensione.
I materiali LCM potrebbero contenere elettroliti a voltaggi molto bassi e il display si rompe. Il display LCD di controllo industriale aumenta la sua durata in questo modo:
Forma d'onda guidata dalla corrente alternata: utilizza la guida dell'onda quadra simmetrica-per evitare l'offset della corrente continua, velocità di elettrolisi ridotta del 90%.
Modifica materiale: aggiungere antiossidanti alla LC per prevenire la corrosione dell'elettrodo. Secondo i risultati dei nostri test effettivi, abbiamo scoperto che sarebbe possibile per l'LCD funzionare continuamente al di sopra di un valore di 50000 con una tensione di 2,5 V.
