CN101730349B - 背光模块的短路检测电路 - Google Patents

Abstract

一种短路检测电路，用以检测背光模块的短路状况，其中背光模块包含一白光发光二极管电路，白光发光二极管电路包含第一端及第二端，第一端电性连接一输出电压，第二端电性连接至一驱动电路，短路检测电路包含：一P型金属氧化物半导体晶体管、一N型金属氧化物半导体晶体管、一负载及一检测模块。P型金属氧化物半导体晶体管的栅极接收第一电压，源极电性连接至第二端；N型金属氧化物半导体晶体管的栅极接收参考电压，漏极电性连接至P型金属氧化物半导体晶体管的漏极，源极电性连接至一检测端；当白光发光二极管电路具有短路状况而于第二端产生一短路电位，且参考电压为一高态时，检测端的电压亦为一高态，使电性连接检测端的检测模块触发以检测到短路状况。

Description

背光模块的短路检测电路

技术领域

本发明涉及一种短路检测电路，特别是涉及一种用以检测一背光模块的短路状况的短路检测电路。

背景技术

液晶面板中须要背光光源以提供面板适当的亮度。其中，白光发光二极管在近年来已经成为背光光源的新主流。为了驱动液晶面板中愈来愈多的白光发光二极管，驱动电路须要提供较高的电压以维持白光发光二极管的运作。当白光发光二极管电路中，部份的白光发光二极管产生短路的状况时，此短路状况将产生极高的电压，并极可能自白光发光二极管电路影响至与其相接的驱动电路，如果未能有检测及保护的机制，将使得驱动电路随时都有受到短路状况影响而毁损的可能。

除此之外，上述因短路状况产生的高电压，将因发生短路的白光发光二极管数目而有所不同。如果发生短路的白光发光二极管数目较少，所产生的高电压尚不足以影响驱动电路的运作。因此，为了适当地设定一个临界值来判断可能产生影响的电压电平，短路检测电路亦须具有可以调整此临界值的机制以随不同的驱动电路做调整。

因此，如何设计一个新的短路检测电路，能够在适当的临界值检测到短路状况的发生，乃为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

因此本发明的目的就是在提供一种短路检测电路，系用以检测一背光模块的短路状况，其中背光模块包含一白光发光二极管电路，白光发光二极管电路包含第一端及第二端，第一端电性连接一输出电压，第二端电性连接至一驱动电路，短路检测电路包含：一P型金属氧化物半导体晶体管、一N型金属氧化物半导体晶体管、一负载及一检测模块。P型金属氧化物半导体晶体管包含栅极、漏极及源极，其中栅极接收一第一电压，源极电性连接至第二端；N型金属氧化物半导体晶体管包含栅极、漏极及源极，其中栅极接收一参考电压，漏极电性连接至P型金属氧化物半导体晶体管的漏极，源极电性连接至一检测端，当白光发光二极管电路具有短路状况而于第二端产生穿过P型金属氧化物半导体晶体管的一短路电位，且参考电压为一高态时，检测端的电压亦为一高态；负载电性连接于N型金属氧化物半导体晶体管的源极及接地电位之间；以及检测模块电性连接检测端，当检测端的电压为高态时，触发检测模块以检测到短路状况。

本发明的另一目的是在提供一种背光模块，包含：一白光发光二极管电路、一驱动电路以及一短路检测电路。白光发光二极管电路包含一第一端，第一端电性连接一输出电压；驱动电路电性连接至白光发光二极管电路的第二端；以及短路检测电路包含：一P型金属氧化物半导体晶体管、一N型金属氧化物半导体晶体管、一负载及一检测模块。P型金属氧化物半导体晶体管包含栅极、漏极及源极，其中栅极接收一第一电压，源极电性连接至第二端；N型金属氧化物半导体晶体管包含栅极、漏极及源极，其中栅极接收一参考电压，漏极电性连接至P型金属氧化物半导体晶体管的漏极，源极电性连接至一检测端，当白光发光二极管电路具有短路状况而于第二端产生穿过P型金属氧化物半导体晶体管的一短路电位，且参考电压为一高态时，检测端的电压亦为一高态；负载电性连接于N型金属氧化物半导体晶体管的源极及接地电位之间；以及检测模块电性连接检测端，当检测端的电压为高态时，触发检测模块以检测到短路状况。

本发明的短路检测电路提供一简单的电路设计，能对白光发光二极管电路的短路状况进行检测以保护驱动电路。更进一步地，加强型P型金属氧化物半导体晶体管的数目提供一可调整的短路电压电平的检测临界值，而可应用于不同的驱动电路中。

在参阅附图及随后描述的实施方式后，本领域技术人员便可了解本发明的目的，以及本发明的技术手段及实施态样。

附图说明

为使本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，结合附图详细说明如下：

图1为本发明的第一实施例的背光模块的方块图；

图2为本发明的第一实施例的短路检测电路的示意图；

图3为参考电压、第二端的电压及检测端的电压的电压波形图；

图4为本发明的另一实施例的白光发光二极管电路的示意图；以及

图5为本发明的另一实施例的短路检测电路的示意图。

附图符号说明

1：背光模块                        10：白光发光二极管电路

100：第一端                         101：输出电压

102：第二端                        11：驱动电路

12：短路检测电路                   120：关闭讯号

20：P型金属氧化物半导体晶          200：第一电压

体管                               210：参考电压

21：N型金属氧化物半导体晶          23：检测模块

体管                               24：阻容电路

22：负载                           241：电容

230：检测端                        5：短路检测电路

240：电阻                          500：第一电压

25：加强型P型金属氧化物半          510：参考电压

导体晶体管                         520：关闭讯号

50：P型金属氧化物半导体晶          54：阻容电路

体管                               541：电容

51：N型金属氧化物半导体晶

体管

52：负载

53：检测模块

540：电阻

55：加强型P型金属氧化物半

导体晶体管电路

具体实施方式

请参照图1，为本发明的第一实施例的背光模块1的方块图。背光模块1包含一白光发光二极管电路10、一驱动电路11以及一短路检测电路12。白光发光二极管电路10包含第一端100，电性连接一输出电压101。驱动电路11电性连接至白光发光二极管电路10的第二端102。短路检测电路12亦电性连接于第二端102，以接收第二端102的电压。如果白光发光二极管电路10具有一短路状况，而使第二端102的电压升高，短路检测电路12将检测到此短路状况，并产生一关闭讯号120以使驱动电路11关闭，进而保护驱动电路使其不会遭受短路产生的高电压的波及而损坏。

请参照图2，为本发明的第一实施例的短路检测电路12的一示意图。短路检测电路12包含一P型金属氧化物半导体晶体管20、一N型金属氧化物半导体晶体管21、一负载22、一检测模块23、一阻容电路24及一加强型P型金属氧化物半导体晶体管25。P型金属氧化物半导体晶体管20包含栅极、漏极及源极，其中栅极接收第一电压200，源极电性连接至加强型P型金属氧化物半导体晶体管25，而加强型P型金属氧化物半导体晶体管25更再与第二端102电性连接。N型金属氧化物半导体晶体管21包含栅极、漏极及源极，其中栅极接收参考电压210，漏极系电性连接至P型金属氧化物半导体晶体管20的漏极。负载22电性连接于N型金属氧化物半导体晶体管21的源极及一接地电位之间。阻容电路24电性连接于检测端230及N型金属氧化物半导体晶体管21的源极间。阻容电路24包含电阻240及电容241，其中电阻240电性连接于检测端230及N型金属氧化物半导体晶体管的源极间，而电容241系电性连接于检测端230及接地电位之间。检测模块23系电性连接检测端230，当检测模块23检测到短路状况时，检测模块23将产生关闭讯号120以关闭驱动电路11的运作。由于驱动电路11在刚开始启动时，常会产生突波电流，因此藉由上述阻容电路24的设置，可具有一滤波的作用，而避免检测模块23误将突波电流判断为短路状况。

请同时参照图3，为参考电压210、第二端102的电压及检测端230的电压的电压波形图。参考电压210实质上为一方波形式的电压。当白光发光二极管电路10并未产生短路状况时，第二端102的电压具有一充电周期以对白光发光二极管电路10中的白光发光二极管进行充电。其中，如图3所示，第二端102的电压的充电周期，恰好与参考电压210的周期相反。意即，当第二端102的电压系在未充电的状态时，参考电压210即在一高态，而第二端102的电压系在充电的状态时，参考电压210即在一低态。

而根据图3，在时间区间1-4并没有短路状况发生，而其中时间区间1及3是在一未充电状态，时间区间2及4是在一充电状态。在没有白光发光二极管损坏的情形下，参考电压210在低态时，第二端102的电压即升高(即充电状态)，因此在时间区间2及4中，N型金属氧化物半导体晶体管21并未运作。而虽然参考电压210在时间区间1及3为高态，但此时第二端102的电压亦在未充电状态而并未使任何电压传至N型金属氧化物半导体晶体管21的源极。因此检测端230不会有任何电压上升的情形，而表示没有短路状况的发生。

在时间区间5，短路状况发生，而使得第二端102的电压在接下来的时间区间6至8都维持一高电压，即一短路电压电平。于其他实施例中，短路电压电平可能因为产生短路的白光发光二极管数目不同而较充电电压的电平更高。短路电压电平将穿过加强型P型金属氧化物半导体晶体管25，而P型金属氧化物半导体晶体管20由于短路电压电平高于第一电压200使P型金属氧化物半导体晶体管20导通，而将短路电压电平再传递至N型金属氧化物半导体晶体管21的漏极。而在时间区间5及7中，由于参考电压210在高态，使N型金属氧化物半导体晶体管21导通，因此短路电压电平亦会在时间区间5及7中传递至N型金属氧化物半导体晶体管21的源极。接着，短路电压电平穿过阻容电路24而使得检测端230的电压变为一高态，并触发检测模块23以检测到短路状况。检测模块23则进一步如前述，产生关闭讯号120以关闭驱动电路11的运作。

在另一实施例中，如图4所示，白光发光二极管电路10’可包含更多串相互并联的白光发光二极管。在愈多的白光发光二极管相连接下，如果产生短路的白光发光二极管数目愈多，将产生不同的短路电压电平。如果发生短路的白光发光二极管数目较少，所产生的高电压尚不足以影响驱动电路的运作。因此，为了适当地设定一个临界值来判断可能产生影响的电压电平，短路检测电路12中，电性连接于第二端102及P型金属氧化物半导体晶体管20间的加强型P型金属氧化物半导体晶体管的数目可以做调整，以设定适当的检测电平。如图5所示，加强型P型金属氧化物半导体晶体管电路55包含三个加强型P型金属氧化物半导体晶体管。因此，在第二端502的短路电压电平须要更高的电压才能穿过加强型P型金属氧化物半导体晶体管电路55，进而使检测模块53检测到短路状况。于其他实施例中，加强型P型金属氧化物半导体晶体管的数目可以视实际应用再做调整，甚至完全不加入加强型P型金属氧化物半导体晶体管于第二端及P型金属氧化物半导体晶体管间。

本发明的短路检测电路是提供一简单的电路设计，能对白光发光二极管电路的短路状况进行检测以保护驱动电路。更进一步地，加强型P型金属氧化物半导体晶体管的数目是提供一可调整的短路电压电平的检测临界值，而可应用于不同的驱动电路中。

虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (14)

1.一种短路检测电路，用以检测一背光模块的短路状况，其中该背光模块包含一白光发光二极管电路，该白光发光二极管电路包含一第一端及一第二端，该第一端电性连接一输出电压，该第二端电性连接至一驱动电路，该短路检测电路包含：

一P型金属氧化物半导体晶体管，包含第一栅极、第一漏极及第一源极，其中该第一栅极接收一第一电压，该第一源极电性连接至该第二端；

一N型金属氧化物半导体晶体管，包含第二栅极、第二漏极及第二源极，其中该第二栅极接收一参考电压，该第二漏极电性连接至该P型金属氧化物半导体晶体管的该第一漏极，该第二源极电性连接至一检测端，当该白光发光二极管电路具有一短路状况而于该第二端产生穿过该P型金属氧化物半导体晶体管的一短路电位，且该参考电压为一高态时，该检测端的电压亦为一高态，该参考电压为一低态时，该检测端的电压亦为一低态；

一负载，电性连接于该N型金属氧化物半导体晶体管的该第二源极及一接地电位之间；以及

一检测模块，电性连接该检测端，当该检测端的电压为高态时，触发该检测模块以检测到该短路状况。

2.如权利要求1所述的短路检测电路，还包含至少一加强型P型金属氧化物半导体晶体管，该第二端及该P型金属氧化物半导体晶体管的第一源极间是以该加强型P型金属氧化物半导体晶体管互相电性连接。

3.如权利要求1所述的短路检测电路，还包含一阻容电路，该检测端及该N型金属氧化物半导体晶体管的第二源极间是以该阻容电路互相电性连接。

4.如权利要求3所述的短路检测电路，其中该阻容电路包含一电阻及一电容，该电阻电性连接于该检测端及该N型金属氧化物半导体晶体管的第二源极间，该电容电性连接该检测端及该接地电位之间。

5.如权利要求1所述的短路检测电路，其中该参考电压为一方波电压。

6.如权利要求5所述的短路检测电路，当该白光发光二极管电路未发生该短路状况，该第二端的电压具有一充电周期，其中当参考电压位于一高态时，该第二端的电压位于一未充电状态，而当参考电压位于一低态时，该第二端的电压位于一充电状态。

7.如权利要求1所述的短路检测电路，其中当该检测模块检测到该短路状况时，该检测模块产生一关闭讯号以关闭该驱动电路的运作。

8.一种背光模块，包含：

一白光发光二极管电路，包含一第一端，该第一端电性连接一输出电压；

一驱动电路，电性连接至该白光发光二极管电路的一第二端；以及

一短路检测电路，包含：

一P型金属氧化物半导体晶体管，包含第一栅极、第一漏极及第一源极，其中该第一栅极接收一第一电压，该第一源极电性连接至该第二端；

一N型金属氧化物半导体晶体管，包含第二栅极、第二漏极及第二源极，其中该第二栅极接收一参考电压，该第二漏极电性连接至该P型金属氧化物半导体晶体管的该第一漏极，该第二源极电性连接至一检测端，当该白光发光二极管电路具有一短路状况而于该第二端产生穿过该P型金属氧化物半导体晶体管的一短路电位，且该参考电压为一高态时，该检测端的电压亦为一高态，该参考电压为一低态时，该检测端的电压亦为一低态；

一负载，电性连接于该N型金属氧化物半导体晶体管的该第二源极及一接地电位之间；以及

一检测模块，电性连接该检测端，当该检测端的电压为高态时，触发该检测模块以检测到该短路状况。

9.如权利要求8所述的背光模块，还包含至少一加强型P型金属氧化物半导体晶体管，该第二端及该P型金属氧化物半导体晶体管的第一源极间是以该加强型P型金属氧化物半导体晶体管互相电性连接。

10.如权利要求8所述的背光模块，还包含一阻容电路，该检测端及该N型金属氧化物半导体晶体管的第二源极间是以该阻容电路互相电性连接。

11.如权利要求10所述的背光模块，其中该阻容电路包含一电阻及一电容，该电阻电性连接于该检测端及该N型金属氧化物半导体晶体管的第二源极间，该电容电性连接该检测端及该接地电位之间。

12.如权利要求8所述的背光模块，其中该参考电压为一方波电压。

13.如权利要求12所述的背光模块，当该白光发光二极管电路未发生该短路状况，该第二端的电压具有一充电周期，其中当参考电压位于一高态时，该第二端的电压位于一未充电状态，而当参考电压位于一低态时，该第二端的电压位于一充电状态。

14.如权利要求8所述的背光模块，其中当该检测模块检测到该短路状况时，该检测模块产生一关闭讯号以关闭该驱动电路的运作。

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