Bakgrundsbelysningens fysiska essens när det gäller energiförbrukning: det kvadratiska förhållandet mellan ljusintensitet och ström.
När det gäller elanvändning av bakgrundsbelysningssystem; det finns de allmänna principerna som kan hämtas från fysiken: om du tittar på hur mycket energi den förbrukar är det som spelar roll hur stark drivströmmen kommer att bli. Det mesta av detta gäller även för LCD/Mini LED-bakgrundsbelysning: LCD behöver bakgrundsbelysningsmoduler som utgångspunkt, mini-LED skapar zoner med kontrollerad belysning med hjälp av täta rader av mikro-LED-chips så den totala mängden som förbrukas beror på hur många som är påslagna samt deras nuvarande nivå.
Vanligtvis när jag spelar upp några HDR-videor på min 85-tums mini LED-TV kommer jag att förbruka cirka 400w om all bakgrundsbelysning är på och full brithness som är cirka 1000nits. Men när vi väl växlar över till sdr och sedan dimmar ner saker till runt tvåhundra watt går det ner dramatiskt, med ganska mycket faktiskt, så precis runt tolv nu. Jämförelse visar hur stor effekt ljusstyrkan ger med energianvändning.
Dynamisk dimningsteknik: krävande manipulation, som sträcker sig över hela jordklotet eller på dess granulära nivå.
För att bryta "hög ljusstyrka=hög strömförbrukning" utvecklade branschen dynamisk dimningsteknik på flera-nivåer som balanserar ljusstyrka och strömförbrukning genom att analysera innehållet i displayen och omgivande ljus i realtid-.
Global dynamisk dimning (LABC).
Ljusadaptiv ljusstyrkekontroll (LABC) styrs av omgivande ljusstyrka från sensorer, och justerar sedan ljusstyrkan enligt dessa algoritmer. Till exempel:
Mörkt miljöscenario När Ambient Light < 100 lux bakgrundsbelysningens ljusstyrka sjunker till 50 nts under minskar det effekten med 60 %
Stark ljussituation: utomhus i direkt solljus, bakgrundsbelysningens ljusstyrka höjs till över 800 nits för att bibehålla god synlighet på skärmen.
Teknisk implementering: Ljussensorn förvandlar ljussignalen till en elektrisk. Ett drivande chip räknar ut den finaste ljusstyrkan via en PID-beräkning. Den fungerar också på en PWM-dimningsmekanism. Baserat på vissa data från smartphonetillverkare kan LABC-teknik minska-användningen av skärmstyrka med 15 -20 % samtidigt, vilket förbättrar människors syn på sina skärmar ännu bättre.
Lokal dimning
LCD & mini LED:s ljuskälla kan använda lokal dimningsteknik som kan göra att skärmen har bättre kontrast av "ljusa punkter mer vita än vanligt och mörka punkter mörkare" genom att bara ändra vissa delar av bakgrundsbelysningens effekt utan att använda för mycket ström tillsammans. Som till exempel:
Mini LED-bakgrundsbelysning är skärmen uppdelad i hundratals till tusen delar och var och en har sin egen kontroll över lysdiodens ström. Att visa svarta scener kan stänga av den matchande partitionens LED för att skapa "äkta svart" och spara ström.
LCD-bakgrundsbelysning med sidoingång: Genom att optimera ljusfördelningen genom att använda punktmönster på ljusledarplattan och i kombination med dynamisk dimningsalgoritm för att sänka bakgrundsbelysningen när det visar mörkare innehåll.
Datastöd: efter att ha använt 2000 zoner lokal nedbländning, sparade 65-tums mini-led-tv:n 35 % mer energi än om den vore i ett världsomspännande dimningsläge för högt mörkerinnehåll och höjde även kontrastförhållandet med 1000000 : 1.
ContentAdaptive Control (CABC):优化像素级的电能消耗.
Content adaptive brightness control (CABC) är att göra dynamisk kontroll på bakgrundsbelysningens intensitet och pixelgråskala som kommer att analysera ljusstyrka för visning av innehåll och få en bra kompromiss mellan "oförändrad bild" och "sparad energi". Kärnlogiken finns här:
Bildanalys: Kör chipet för att beräkna bildens histogram och hitta andelen ljusa och mörka delar.
Justering av bakgrundsbelysning: minska bakgrundsbelysningens intensitet enligt innehållets ljusstyrka, som från 100 % ner till 70 %.
Pixelkompensation: öka pixlarnas grånivåer, till exempel ökningen av (100,100,100) → (140,140,140) för ljusning på grund av lägre bakgrundsbelysning.
Applikationsscenario:
Statisk bild: Foton/dokument visas med en minskning på 30 % i bakgrundsbelysning via CABC, men bilderna förblir lika ljusa genom pixelkompensation.
Dynamic Video: HDR:s toppluminans med cabc, det skulle öka den lite men ändå ganska mycket, för de scenerna där det finns mycket detaljer vill vi se mer och då släpper vi även tillbaka bakgrundsbelysningen som inte gör någonting.
Branschdata: Efter att ha använt CABC-teknologin, använder en surfplatta som surfar på webbsidan 18 % mindre energi och en video är 12 % effektivare. Användaren har subjektivt sett inga kvalitetsproblem.
Material & Circuits Innovation: Minskar strömförbrukningen genom sina rötter.
Innovation inom hårdvara måste också beaktas förutom bara när det gäller mjukvarualgoritmer. Industrin gör sina förbättringar i form av att energieffektiviteten ökas genom att förbättra material för bakgrundsbelysningen som används, hur det är tillverkat och vad som används.
Effektivt självlysande material
Quantum dots: Linda in blå LED i en kvantprickfilm så att den bara avger mycket röda och mycket gröna lampor för att höja ljusstyrkan på ljuset (lm/W), minska strömförbrukningen av bakgrundsbelysningen. Bakgrundsbelysningseffektivitet: En quantum-dot LCD-TV har en 25 % högre bakgrundsbelysningseffektivitet- än en traditionell;
Mini LED-chip: använder en flip-chip-struktur så att elektrodobstruktionen minskar och ljuseffektiviteten ökas. Ett Mini LED-chip från ett företag har en ljuseffektivitet på 200lm/W vilket är 40% mer än vanliga lysdioder.
Förbättra Boost Drive Circuit
Bakgrundsbelysningsdrivkrets med ökad spänning med hjälp av switchande strömförsörjningsteknik vars effektivitet påverkar mängden ström som förbrukas. Branschen kommer att göra den sortens optimeringar för förbättring:
Synchronous Rectification Techni-: Användning av MOSFET:er istället för dioder för lägre förluster, högre e±ciens > 95 %.
Dynamisk dimningsfrekvens: ändra frekvensen för PWM enligt dina behov, sänk den med mindre starkt ljus så att du kan minska kopplingsförlusterna.
Intelligent strömkontroll: Justerar LED-strömmen i realtid-med en återkopplingsslinga för att inte slösa bort ström från att överstyra lysdioderna.
Fall: Efter att ha använt GaN-drivrutinchip, stiger bakgrundsbelysningens driveffektivitet för vissa smartphones till 92 % från 85 % när den är 500 nits. Samtidigt är energibesparingen cirka 0,3w.
