Güç tüketimi açısından arka ışığın fiziksel özü: ışık yoğunluğu ile akım arasındaki kare ilişki.
Backlight sistemlerinin elektrik tüketimine gelince; Fizikten çıkarılabilecek genel prensipler var: Ne kadar enerji tükettiğine bakarsanız, burada önemli olan tahrik akımının ne kadar güçlü olacağıdır. Bunların çoğu LCD/Mini LED arka ışıklar için de geçerlidir: LCD, başlangıç noktası olarak arka ışık modüllerine ihtiyaç duyar, mini-LED, yoğun mikro-LED çip sıraları kullanarak kontrollü aydınlatma bölgeleri oluşturur; böylece tüketilen toplam miktar, kaç tanesinin açıldığına ve mevcut düzeylerine bağlıdır.
Tipik olarak 85 inçlik mini led televizyonumda bazı HDR videoları oynatırken, tüm arka ışık bölümü açıksa ve yaklaşık 1000 nit olan tam parlaklık varsa yaklaşık 400 w tüketirim. Ama sdr'ye geçip, yaklaşık iki yüz watt'a kadar kıstığımızda, dramatik bir şekilde düşüyor, aslında oldukça fazla, yani şu anda sadece on iki civarında. Karşılaştırma bize parlaklığın güç kullanımıyla ne kadar etki yarattığını gösteriyor.
Dinamik karartma teknolojisi: tüm dünya çapında veya ayrıntılı düzeyde hassas manipülasyon.
Sektör, "yüksek parlaklık=yüksek güç tüketimini" ortadan kaldırmak için, ekran ve ortam aydınlatma içeriğini gerçek zamanlı olarak analiz ederek parlaklık ve güç tüketimini dengeleyen çok-düzeyli dinamik karartma teknolojisini geliştirdi-.
Küresel dinamik karartma (LABC).
Işığa uyarlanabilir parlaklık kontrolü (LABC), sensörlerden gelen ortam parlaklığı ile kontrol edilir ve ardından parlaklık bu algoritmalara göre ayarlanır. Örneğin:
Karanlık ortam senaryosu Ortam Işığı < 100 lux olduğunda Arka ışık parlaklığı 50 nt altına düşecek ve gücü %60 oranında azaltacaktır.
Güçlü ışık durumu: Açık havada doğrudan güneş ışığı altında, iyi ekran görünürlüğünü korumak için arka ışık parlaklığı 800 nit'in üzerine çıkarıldı.
Teknik uygulama: Işık sensörü, ışık sinyalini elektrik sinyaline dönüştürür. Sürüş çipi, PID hesaplaması yoluyla en iyi parlaklık seviyesini belirler. Aynı zamanda PWM karartma mekanizması üzerinde de çalışır. Akıllı telefon üreticilerinin bazı verilerine göre, LABC teknolojisi,-ekran gücü kullanımını aynı anda %15-%20 oranında azaltabilir, insanların ekranlarını daha iyi görmesini sağlayabilir.
Yerel Karartma
LCD ve mini LED'in ışık kaynağı, hep birlikte çok fazla güç kullanmadan arka ışığın gücünün yalnızca bazı kısımlarını değiştirerek ekranın "parlak noktalar normalden daha beyaz ve karanlık noktalar daha karanlık" arasında daha iyi kontrasta sahip olmasını sağlayabilen yerel karartma teknolojisini kullanabilir. Örneğin:
Mini LED arka ışık, yüzlerce ila binlerce parçaya bölünmüş ekrandır ve her biri ledin akımı üzerinde kendi kontrolüne sahiptir. Siyah sahnelerin görüntülenmesi, "gerçek siyah" oluşturmak ve güç tasarrufu sağlamak için eşleşen bölümün LED'ini kapatabilir.
Yandan girişli LCD arka ışığı: Işık kılavuzu plakası üzerindeki nokta deseni kullanılarak ışık dağılımının optimize edilmesi ve daha karanlık içerikler görüntülenirken arka ışığın kapatılması için dinamik karartma algoritması ile birleştirilmesi.
Veri Desteği: 2000 bölgeli yerel karartma kullanıldıktan sonra, 65 inç mini led tv, yüksek karanlık içeriği için dünya çapındaki karartma moduna göre %35 daha fazla enerji tasarrufu sağladı ve ayrıca kontrast oranını 1000000:1 artırdı.
İçerik Uyarlamalı Denetim (CABC): Bu, bir denetim yöntemidir.
İçerik uyarlamalı parlaklık kontrolü (CABC), görüntülenen içeriğin parlaklık dağılımını analiz edecek ve "değişmeyen resim" ile "kaydedilen güç" arasında iyi bir uzlaşma sağlayacak olan Arka Işık yoğunluğu ve Piksel gri tonlaması üzerinde dinamik kontrol yapmaktır. Temel mantık burada:
Görüntü analizi: Görüntünün histogramını hesaplamak ve açık ve koyu kısımların oranını bulmak için çipin çalıştırılması.
Arka ışık ayarı: İçeriğin parlaklık dağılımına göre arka ışık yoğunluğunu %100'den %70'e kadar azaltın.
Piksel telafisi: Daha düşük arka ışık nedeniyle aydınlatma için (100,100,100) → (140,140,140) artışı gibi piksellerin gri düzeylerini artırın.
Uygulama Senaryosu:
Statik Görüntü: Fotoğraflar/Belgeler, CABC aracılığıyla arka ışıkta %30'luk bir azalmayla görüntülenir, ancak görüntüler piksel telafisi sayesinde parlak kalır.
Dinamik Video: HDR'nin cabc ile en yüksek parlaklığı, bunu biraz artırır ama yine de oldukça fazla, çok fazla ayrıntının olduğu sahneler için daha fazlasını görmek isteriz ve ardından hiçbir şey yapmayan arka ışıkları da azaltırız.
Sektör Verileri: CABC teknolojisini kullandıktan sonra, web sayfasına göz atan bir tablet bilgisayar %18 daha az enerji kullanır ve video %12 daha verimli olur, kullanıcı subjektif olarak herhangi bir kalite sorunu bulmaz.
Malzeme ve Devre Yeniliği: Güç tüketimini kökünden azaltmak.
Yalnızca yazılım algoritmaları dışında donanım alanındaki yeniliklerin de dikkate alınması gerekir. Endüstri, enerji verimliliğinin artırılması yönünde, kullanılan arka aydınlatma malzemelerinin, nasıl yapıldığı ve ne kullanıldığı konusunda iyileştirmeler yaparak iyileştirmeler yapıyor.
Verimli Lüminesans Malzeme
Kuantum noktaları: Mavi LED'i bir kuantum nokta filmiyle sarın, böylece ışığın parlaklığını (lm/W) artırmak ve arka ışığın güç kullanımını azaltmak için yalnızca çok kırmızı ve çok yeşil ışıklar verir. Arka ışık verimliliği: Bir kuantum-nokta LCD TV, geleneksel olana göre %25 daha yüksek bir arka ışık verimliliğine- sahiptir;
Mini LED çipi: elektrot tıkanıklığını azaltmak ve ışık verimliliğini artırmak için flip çip yapısını kullanır. Bir şirkete ait Mini LED çipi, 200lm/W'lık bir ışık verimliliğine sahiptir; bu, normal LED'lerden %40 daha fazladır.
Takviye Tahrik Devresini Geliştirin
Verimliliği tüketilen güç miktarını etkileyen anahtarlamalı güç kaynağı teknolojisini kullanan, artırılmış voltaja sahip arka ışık sürüş devresi. Endüstri, iyileştirme için bu tür optimizasyonları yapacak:
Senkron Düzeltme Tekniği-: Daha düşük kayıplar için Diyot yerine MOSFET kullanılması, daha yüksek verim > %95.
Dinamik karartma frekansı: PWM'nin frekansını ihtiyaçlarınıza göre değiştirin, daha az parlak ışıkla düşürün, böylece anahtarlama kayıplarını azaltabilirsiniz.
Akıllı Akım Kontrolü: LED'lerin aşırı çalıştırılmasından kaynaklanan gücü boşa harcamamak için bir geri bildirim döngüsü kullanarak LED akımını-gerçek zamanlı olarak ayarlar.
Durum: GaN sürücü çipi kullanıldıktan sonra bazı akıllı telefonların arka ışık sürücüsü verimliliği 500 nit olduğunda %85'ten %92'ye yükselir. Aynı zamanda güç tasarrufu 0,3w civarındadır.
