一, Juhtpinge põhifunktsioon: vedelkristalli molekulide elektro-optiline modulatsioon
LCD-ekraani kuvamispõhimõte põhineb vedelkristallmolekulide elektro{0}}optilisel efektil: kui vedelkristallikihile rakendatakse välist elektrivälja, väänatakse molekulaarne paigutus, muutes valguse polarisatsioonisuunda ja seega kontrollides läbilaskvust. See protsess on ajamipinge suhtes äärmiselt tundlik:
Lävipinge (Vth): kriitiline pinge, mille juures vedelkristalli molekulid hakkavad keerduma. Kui ajami pinge on madalam kui Vth, siis vedelkristall ei aktiveeru ja kuvatakse tumeda olekuna; Kui pinge on liiga kõrge, võib see põhjustada liigset molekulaarset väändumist, mille tulemuseks on kontrastsuse või jääkpiltide vähenemine.
Küllastuspinge (Vsat): pinge, mille juures vedelkristalli molekulid saavutavad maksimaalse pöördenurga. Pärast Vsat ületamist pinge suurendamise jätkamine heledust oluliselt ei paranda, kuid võib hoopis suurendada energiatarbimist ja soojuse tootmist.
Nõuded sideajamile: Vedelkristallmaterjalid on alalisvoolu suhtes tundlikud ja pikaajaline alalisvoolu pinge kasutamine võib põhjustada elektrolüütilisi reaktsioone, kahjustada vedelkristallide molekulaarstruktuuri ja põhjustada ekraani hägusust või lühendada eluiga. Seetõttu peab ajami pinge olema vahelduvvoolu lainekuju ja alalisvoolu komponent peab olema alla 100 mV.
Juhtum: teatud auto armatuurlaud kasutab TN-tüüpi LCD-ekraani, mille tööpinge on 3,0 V ja lävipinge 1,0 V (3,0 V/3). Kui ajami pinge kõigub 2,8 V-ni, võivad mõned vedelkristallsegmendid kuvada uduselt, kuna lävi ei jõua; Kui pinge tõuseb 3,5 V-ni, ehkki see võib heledust parandada, võib see LCD-ekraani vananemist kiirendada, mille tulemuseks on kontrastsuse vähenemine 3 aasta pärast 30%.
2, sõiduparameetrite mitmemõõtmeline mõju ekraani jõudlusele
1. Nihkesuhe: tasakaal kontrasti ja jääkpiltide vahel
Nihkesuhe on määratletud kui ajamipinge astmete ja COM-i (ühisklemmide) arvu suhe (nt . 1/3 Bias tähistab 3 pingeastet). Selle ülesanne on:
Risthäirete vähendamine: projekteerides mitu pingetaset, veenduge, et pingeerinevus valimata segmendi ja COM-i vahel oleks väiksem kui lävi, vältides kummitus- või jääkkujutisi.
Kontrastsuse optimeerimine: mida suurem on nihkesuhe (nt 1/2 nihkesuhe), seda jämedam on pingeaste ja kontrastsus võib väheneda; Mida väiksem on nihkesuhe (näiteks 1/4 Bias), seda peenem on pinge klass ja seda suurem on kontrast, kuid sõidu keerukus suureneb.
Tehniline näide:
1/4 Duty (4 COM) ja 1/3 Bias juhtimisskeemi puhul on pinge erinevus valitud segmendi ja COM vahel ± VDD (näiteks 3,0 V) ning pingeerinevus valimata segmendi ja COM vahel on ± 1/3 VDD (näiteks 1,0 V). Sel hetkel on valimata segmendi pinge alla läve (1,0 V), summutades tõhusalt jääkpildid, samas kui valitud segmendi pinge erinevus ulatub 2,0 V-ni, tagades suure kontrasti.
2. Töötsükkel: värskendussageduse ja virvenduse tasakaalustamine
Töötsükkel on määratletud kui üksiku COM-väravamise aja osakaal kogu skannimistsüklist (nt . 1/4 Tööaeg tähendab, et iga COM-väravamise aeg on 25% tsüklist). Selle mõju hõlmab:
Värskendussagedus: mida madalam on töötsükkel, seda pikem on skannimisperiood ja väiksem värskendussagedus, mis võib põhjustada märkide värelemist. Näiteks kui 1/4 Duty värskendussagedus on 60 Hz, on skannimisperiood 16,7 ms. Kui töötsükkel väheneb 1/8-ni ja skaneerimisperioodi pikendatakse 33,3 ms-ni, langeb värskendussagedus 30 Hz-ni ja inimsilm tajub virvendust.
Heleduse ühtlus: madalate töötsüklite korral võib pingeerinevus valimata segmendi ja COM-i vahel pikaajaliste skannimisperioodide tõttu kõikuda, mille tulemuseks on ebaühtlane heledus.
Lahendus:
Suurendades kaadri sagedust (nt 60 Hz-lt 120 Hz-le) või võttes kasutusele mitmetasandilise nihkekujunduse (nt 1/4 töö, 1/3 nihe), saab värskendussageduse ja heleduse ühtlust säilitada madalatel töötsüklitel.
3. Ajami lainekuju disain: alalisvoolu komponentide kõrvaldamine ja reaktsiooni optimeerimine
Sõidulainekuju peab vastama järgmistele nõuetele:
Sümmeetria: positiivse ja negatiivse poolperioodi pinge amplituudid on võrdsed, tagades, et alalisvoolu komponent on null. Näiteks skeemis 1/2 Bias on valitud segmendi lainekuju +1.5V (esimene pooltsükkel) ja -1,5 V (teine pooltsükkel), samas kui valimata segment on 0 V.
Kalde juhtimine: pinge tõusu/languse serv peaks olema õrn, et vältida vedelkristalli molekulide hilinenud reageeringust põhjustatud mahajäämist. Näiteks TFT-LCD puhul optimeeritakse juhtimispinge ja läbilaskvuse mittelineaarne seos gammakorrektsiooni abil, et tagada ühtlane heledus madalatel hallitasemetel.
Tööstuse juhtum:
Teatud meditsiinimonitor kasutab STN-tüüpi LCD-ekraani ja algsel sõidulainekujul on alalisvoolukomponent (kuni 50 mV), mille tulemuseks on pärast üheaastast kasutamist udune ekraan. Laadimispumba vooluringi ja registri konfiguratsiooni optimeerimisega vähendatakse alalisvoolu komponenti 20 mV-ni ja ekraani eluiga pikeneb üle 5 aasta.
3, Tööstuspraktika: tüüpilised lahendused sõidupinge optimeerimiseks
1. Autode armatuurlaud: pinge stabiilsus laia temperatuuriga keskkondades
Auto armatuurlaud peab stabiilselt töötama keskkonnas -40 kraadi kuni 85 kraadi ja ajami pinge peab kohanema temperatuurimuutustega:
Temperatuuri kompenseerimine: vedelkristallmaterjalide lävipinge väheneb temperatuuri tõustes (nt Vth=2.5V -40 kraadi juures ja Vth=1.2V 85 kraadi juures). Ühtlase kontrasti tagamiseks reguleerige dünaamiliselt ajami pinget sisseehitatud temperatuurianduri ja DAC-i (digitaal-analoogmuunduri) kaudu.
Häiretevastane disain: Mootoriruumi tugevas elektromagnetiliste häirete keskkonnas kasutatakse diferentsiaalajamit ja varjestatud kaableid pingekõikumiste kontrollimiseks ± 0,1 V piires ja ekraani virvenduse vältimiseks.
mõju
Ülaltoodud skeemi abil vähenes teatud sõidukimudeli armatuurlaua kontrastsuse kõikumine vahemikus -40 kraadi kuni 85 kraadi ± 30% -lt ± 5% -ni ja ekraani selgus paranes oluliselt.
2. Tarbeelektroonika: madala energiatarbimise ja suure kontrastsuse tasakaalustamine
Nutitelefonid ja muu tarbeelektroonika on energiatarbimise suhtes tundlikud ning ajamipinge peab tasakaalustama madalat energiatarbimist ja suurt kontrasti:
Dünaamiline pinge reguleerimine: reguleerige taustvalgustuse juhtimispinget vastavalt ümbritseva valguse intensiivsusele (näiteks suurendage seda 5,0 V-ni tugeva valguse korral ja vähendage seda 3,0 V-ni nõrga valguse korral), optimeerides samal ajal vedelkristallekraani ajami pinget (nt vähendades seda 3,3 V-lt 2,8 V-le), mille tulemuseks on 40% üldise energiatarbimise vähenemine.
Mitmetasandiline kallutatus: 1/8 koormuse ja 1/4 nihkega konstruktsiooni kasutuselevõtt, säilitades samal ajal suure kontrasti, suurendatakse juhtimispinge astmete arvu 3-lt (1/3 Bias) 4-ni, vähendades üheastmelise pinge amplituudi ja vähendades energiatarbimist.
andmeid
Teatud nutitelefon on ülaltoodud lahenduse abil vähendanud ekraani voolutarbimist 120 mW-lt 70 mW-le ja pikendanud aku tööiga 15%.
3. Tööstuslik juhtimine: suure töökindlusega ajami vooluahela disain
Tööstuslikud juhtimisseadmed nõuavad pikaajalist-stabiilset tööd ja ajami vooluahel peab olema kõrge töökindlusega.
Üleliigne disain: Võttes kasutusele kahe laadimispumba vooluringi, lülitub see põhilaadimispumba rikke korral automaatselt varuahelale, tagades stabiilse ajamipinge.
Veadiagnoos: sõidupinge kõikumiste jälgimine reaalajas MCU kaudu. Kui kõikumine ületab ± 5%, käivitub häire ja hoolduse hõlbustamiseks salvestatakse vealogi.
juhtum
Teatud tehases asuvad PLC-seadmed kasutavad ülaltoodud skeemi ja pärast 5-aastast pidevat töötamist kontrollitakse ajami pinge kõikumist endiselt ± 2% piires ja rikete määra vähendatakse 80%.
