Fizička suština pozadinskog osvetljenja u pogledu potrošnje energije: kvadratni odnos između intenziteta svetlosti i struje.
Što se tiče potrošnje električne energije od strane sistema pozadinskog osvjetljenja; postoje opšti principi koji se mogu izvući iz fizike: ako pogledate koliko energije troši, važno je koliko će jaka struja postati. Većina ovoga se odnosi i na LCD/Mini LED pozadinsko osvjetljenje: LCD-u su potrebni moduli pozadinskog osvjetljenja kao polazna tačka, mini-LED stvara zone kontroliranog osvjetljenja koristeći guste redove mikro-LED čipova tako da ukupna potrošena količina zavisi od toga koliko ih je uključeno kao i od njihovog trenutnog nivoa.
Obično kada reproduciram neke HDR video zapise na svom 85-inčnom mini LED TV-u, trošit ću oko 400w ako je sve pozadinsko svjetlo uključeno i puna sjajnost koja je oko 1000 nita. Ali kada jednom pređemo na sdr i onda smanjimo stvari na oko dvije stotine vati, to se dramatično smanjuje, zapravo za prilično, dakle sada oko dvanaest. Poređenje nam pokazuje koliki efekat osvjetljenje čini korištenjem energije.
Tehnologija dinamičkog zatamnjivanja: precizna manipulacija, u rasponu od cijelog svijeta, ili na granularnom nivou.
Kako bi se prekinula "visoka svjetlina=visoka potrošnja energije", industrija je razvila više-tehnologiju dinamičkog zatamnjivanja koja balansira svjetlinu i potrošnju energije analizom sadržaja ekrana i ambijentalnog osvjetljenja u realnom-vremenu.
Globalno dinamičko zatamnjenje (LABC).
Svjetlo adaptivna kontrola svjetline (LABC) kontrolira se osvjetljenjem okoline od senzora, a zatim prilagođava svjetlinu prema ovim algoritmima. na primjer:
Scenario tamnog okruženja Kada ambijentalno svjetlo < 100 luxa, svjetlina pozadinskog osvjetljenja će pasti na 50 nt ispod, smanjuje snagu za 60%
Jaka svjetlosna situacija: na otvorenom na direktnoj sunčevoj svjetlosti, jačina pozadinskog svjetla je povećana preko 800 nita kako bi se održala dobra vidljivost ekrana.
Tehnička izvedba: Svjetlosni senzor pretvara svjetlosni signal u električni. Pogonski čip utvrđuje najfiniji nivo svjetline putem PID proračuna. Takođe radi na PWM mehanizmu zatamnjivanja. Na osnovu nekih podataka proizvođača pametnih telefona, LABC tehnologija može smanjiti-potrošnja snage ekrana za 15%-20% u isto vrijeme, još bolje poboljšati pogled ljudi na ekrane.
Local Dimming
Izvor svjetlosti LCD i mini LED-a može koristiti tehnologiju lokalnog zatamnjivanja koja može učiniti da ekran ima bolji kontrast "svijetlih tačaka više bijelih nego inače i tamnih mrlja tamnijih" promjenom samo nekih dijelova snage pozadinskog osvjetljenja bez upotrebe previše energije zajedno. Kao na primjer:
Mini LED pozadinsko osvetljenje je ekran podeljen na stotine do hiljade delova i svaki ima svoju kontrolu nad strujom leda. Prikazivanje crnih scena može isključiti LED diode odgovarajuće particije kako bi se stvorila "prava crna" i uštedjela energija.
LCD pozadinsko osvjetljenje sa strane: kroz optimizaciju distribucije svjetla korištenjem uzorka tačaka na pločici za vođenje svjetla i u kombinaciji s algoritmom dinamičkog zatamnjivanja za smanjenje pozadinskog osvjetljenja kada prikazuje tamniji sadržaj.
Podrška za podatke: nakon korištenja 2000 zonskog lokalnog zatamnjivanja, 65-inčni mini LED TV uštedio je 35% više energije nego da je u svjetskom načinu zatamnjivanja za visok sadržaj tame i također je podigao omjer kontrasta za 1000000 : 1.
ContentAdaptive Control(CABC):优化像素级的电能消耗.
Prilagodljiva kontrola svjetline sadržaja (CABC) je da se napravi dinamička kontrola intenziteta pozadinskog svjetla i sivih tonova piksela koji će analizirati distribuciju svjetline prikazanog sadržaja i dobiti dobar kompromis između "nepromijenjene slike" i "ušteđene energije". Osnovna logika je ovdje:
Analiza slike: Pokretanje čipa za izračunavanje histograma slike i pronalaženje omjera svijetlih i tamnih dijelova.
Podešavanje pozadinskog osvetljenja: smanjite intenzitet pozadinskog osvetljenja u skladu sa distribucijom osvetljenosti sadržaja, na primer sa 100% na 70%.
Kompenzacija piksela: povećajte nivoe sive boje piksela kao što je povećanje od (100,100,100) → (140,140,140) za osvetljenje zbog nižeg pozadinskog osvetljenja.
Scenario primjene:
Statička slika: Fotografije/Dokumenti se prikazuju sa smanjenjem pozadinskog osvetljenja od 30% preko CABC, ali slike ostaju svetle zahvaljujući kompenzaciji piksela.
Dynamic Video: HDR-ova vrhunska osvetljenost sa cabc-om, to bi malo povećalo, ali i dalje prilično, za one scene u kojima ima puno detalja želimo da vidimo više, a zatim takođe spuštamo pozadinsko osvetljenje koje ne radi ništa.
Podaci o industriji: Nakon upotrebe CABC tehnologije, tablet računar koji pregledava web stranicu koristi 18% manje energije, a video je 12% efikasniji, korisnik subjektivno ne nalazi nikakav problem s kvalitetom.
Inovacija u materijalima i krugovima: Smanjenje potrošnje energije iz korijena.
Inovacije u hardveru također treba uzeti u obzir osim samo u pogledu softverskih algoritama. Industrija čini svoja poboljšanja u vidu povećanja energetske efikasnosti poboljšanjem materijala za pozadinsko osvetljenje, kao i načina na koji je napravljen i šta se koristi.
Efikasan luminiscentni materijal
Kvantne tačke: Umotajte plavu LED diodu u film s kvantnim tačkama tako da daje samo vrlo crvena i vrlo zelena svjetla kako bi se povećala svjetlina svjetlosti (lm/W), smanjila potrošnja energije pozadinskog svjetla. Efikasnost pozadinskog osvjetljenja: LCD TV s kvantnim-tačkama ima 25% veću efikasnost pozadinskog svjetla- od tradicionalnog;
Mini LED čip: koristi strukturu flip čipa tako da se smanjuje opstrukcija elektroda i povećava svjetlosna efikasnost. Mini LED čip jedne kompanije ima svetlosnu efikasnost od 200lm/W što je 40% više od običnih LED dioda.
Poboljšajte pogonski krug za pojačavanje
Pokretački krug pozadinskog osvjetljenja sa povećanim naponom koji koristi tehnologiju prekidačkog napajanja čija efikasnost utiče na količinu potrošene energije. Industrija će raditi ove vrste optimizacija za poboljšanje:
Tehnika sinhrone ispravljanja-: Upotreba MOSFET-a umjesto dioda za manje gubitke, veću efikasnost > 95 %.
Frekvencija dinamičkog zatamnjivanja: modificirajte frekvenciju PWM-a prema vašim potrebama, snižavajući je s manje jarkim svjetlima kako biste smanjili gubitke pri prebacivanju.
Inteligentna kontrola struje: Podešava LED struju u realnom-vremenu koristeći povratnu petlju kako se ne bi trošila energija preopterećujući LED diode.
Slučaj: Nakon upotrebe GaN driver čipa, efikasnost pogona pozadinskog osvjetljenja nekih pametnih telefona raste na 92% sa 85% kada je 500 nita. U isto vrijeme ušteda energije je oko 0,3w.
