CN106228926A - 一种液晶模组检测电压补偿电路、检测单元、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液晶模组检测的电压补偿电路，该电路包括：电流检测模块、匹配电阻、恒流源模块和反馈电阻。本发明进一步公开了一种用于液晶模组检测的线损电压检测单元、一种液晶模组检测系统和一种用于液晶模组检测的检测电压补偿方法。本发明所述技术方案在检测回路中引入很小的检流电阻和辅助检测负载，对检测回路中的传输线电阻进行检测，并通过数字电位器自动匹配传输线阻，利用本方案中的补偿电路自动计算补偿电压，从而对实际检测过程中的线损电压进行补偿。同时，本方案可以根据传输线质量和长度的不同，自动校准匹配电阻，实现随传输线阻变化自动对检测回路中的线损电压进行补偿。

Description

一种液晶模组检测电压补偿电路、检测单元、系统及方法

技术领域

本发明涉及电压控制补偿领域，特别是涉及一种用于液晶模组检测的检查机电源电压远距离传输损耗的自动补偿电路、系统及方法。

背景技术

显示技术从TFT液晶模组发展到OLED平板显示，随着技术的不断创新,其对检测设备的精度和规格也有了更高的要求，尤其体现在所测电压精度和电流精度上。例如，在对OLED显示面板进行检测的时候，输出电压1mV的误差就会引起显示面板亮度两个单位值的跳变。而由于传输线损耗的存在，这种误差电压会随着负载的变大而变得越来越大。而当下通用的做法有以下两种：

1.尽量缩短检查机与模组之间的距离以减小电压在传输线上的损耗。

2.在模组端用POWER IC的方案直接产生所需电压。

但是上述方法均存在不足之处，主要表现在以下：

1.缩短检查机与模组的距离只能减小损耗但不能根本上解决损耗，并且随着负载电流的变大这种损耗会越明显且随着模组厂家的工位和模组检测内容的不同，检查机与模组之间的距离也会相应变化。

2.在模组端用POWER IC直接产生所需电压的方案虽然解决了从检查机到液晶模组接触基板端的电压损耗，但是这种固定电压的方式限制了检查机的灵活性，它要求了每一种型号的模组都必须有对应的POWER IC基板产生固定的其所需的电压，增加了成本。

鉴于此，需要提供一种能够自动进行线路损耗检测并补偿的方法，以提高输出电压的补偿效果，降低误检率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于液晶模组检测的检测电压补偿电路、系统及方法，以解决液晶模组检测过程中电压传输损耗的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种用于液晶模组检测的电压补偿电路，该电路包括：

电流检测模块，基于差分方式检测负载电路的电流；

连接在电流检测模块输出端和恒流源模块输入端之间的匹配电阻；

恒流源模块，将流经匹配电阻的电流以镜像的方式换算成流经反馈电阻的电流；

连接在电流检测模块输入端和恒流源模块输出端之间反馈电阻，基于恒流源模块输出的电流，实时补偿线损电压。

优选地，所述电流检测模块包括：检流电阻和运算放大器；

所述运算放大器的正极端和检流电阻的一端与用于输出检测电压的电源输出端连接；

所述检流电阻的另一端与运算放大器的负极端连接；

所述运算放大器的输出端与匹配电阻的一端连接。

优选地，所述恒流源模块包括：第一三极管和第二三极管；

所述第一三极管的发射极与匹配电阻的与电流检测模块连接端相反的一端连接；所述第一三极管的集电极与地极连接；所述第一三极管基极与其发射极连接；

所述第二三极管的基极与第一三极管的基极连接；所述第二三极管的集电极与地极连接；所述第二三极管的发射极与用于输出检测电压的电源反馈端连接。

优选地，所述匹配电阻为数字电位器。

优选地，所述检流电阻为200毫欧姆。

一种用于液晶模组检测的线损电压检测单元，该单元包括：

检测回路参数采集模块，基于检测回路中的检流电阻和辅助检测负载，对检测回路中的辅助检测负载电压值和辅助检测负载电流值进行采集；

匹配电阻计算模块，基于电源输出端电压和检测回路参数采集模块采集得到的检测回路参数，对检测回路中的传输线电阻进行检测计算，并根据该传输线电阻计算用于电压补偿的匹配电阻；

如上所述的检测电压补偿电路，基于所述匹配电阻，计算检测回路中的线损补偿电压。

优选地，所述匹配电阻计算模块包括：

传输电阻计算模块，利用：传输线电阻＝(电源输出端电阻-辅助检测负载电压值)/辅助检测负载电流值，计算检测回路中传输线电阻；

匹配电阻计算模块，利用：匹配电阻＝检流电阻*反馈电阻/传输线电阻，计算匹配电阻。

一种液晶模组检测系统，该系统包括：

液晶模组接口；

控制模块，基于外部电压控制信号和/或补偿电压控制信号，发出恒流控制信号；

恒流模块，基于控制模块发出的恒流控制信号，产生恒定电流；

电源模块，基于所述恒定电流，输出检测电压；

如上所述线损电压检测单元；

存储模块，用于存储匹配电阻及其对应的补偿电压。

一种用于液晶模组检测的检测电压补偿方法，该方法的步骤包括：

S1、在检测回路中接入一用于辅助检测回路电流的检流电阻；

S2、将辅助检测负载作为假定的液晶模组接入检测回路中；

S3、通过外部设备向检测电压产生单元发出与辅助检测负载相对应的电压控制信号，并产生检测电压；

S4、根据步骤S3中所述的检测电压、辅助检测负载端的电压和检测回路中的电流，计算检测回路中的传输线电阻；

S5、利用：(电源输出电压-辅助检测负载电压)/检测回路电流，计算传输线电阻，再利用：匹配电阻＝检流电阻*反馈电阻/传输线电阻，计算匹配电阻；

S6、利用上所述检测电压补偿电路和所述匹配电阻，计算检测回路的补偿电压，并存储在存储器中；

S7、将待测液晶模组替换辅助检测负载接入检测回路中，检测电压产生单元从存储器中调取补偿电压数据，并基于外部设备发出的与待测液晶模组相对应的检测电压和所述补偿电压，产生用于检测液晶模组的补偿后的检测电压。

优选地，该方法进一步包括：S8、利用线损电压检测单元中的传输电阻计算模块实时计算检测回路中的传输电阻，若检测回路中传输线电阻发生变化，则停止检测，并复位存储器，重新执行步骤S1至S7，计算新的回路传输电阻和线损补偿电压。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案在检测回路中引入很小的检流电阻和辅助检测负载，对检测回路中的传输线电阻进行检测，并通过数字电位器自动匹配传输线阻，利用本方案中的补偿电路自动计算补偿电压，从而对实际检测过程中的线损电压进行补偿。同时，本方案可以根据传输线质量和长度的不同，自动校准匹配电阻，实现随传输线阻变化自动对检测回路中的线损电压进行补偿。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本方案所述电压补偿电路的示意图；

图2示出本方案所述线损电压检测单元的示意图；

图3示出本方案所述液晶模组检测系统中检测电压输出部分的示意图；

图4示出本方案所述一种用于液晶模组检测的检测电压补偿方法的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明公开了一种用于液晶模组检测的电压补偿电路，该电路包括：电流检测模块、匹配电阻、恒流源模块和反馈电阻；电流检测模块基于差分方式检测负载电路的电流，并输出，负载电路电流流经匹配电阻进入恒流源模块，恒流源模块将流经匹配电阻的电流以镜像的方式换算成流经反馈电阻的电流，反馈电阻基于恒流源模块输出的电流，实时补偿线损电压。

本方案中，所述电流检测模块包括：检流电阻和运算放大器；所述运算放大器的正极端和检流电阻的一端与用于输出检测电压的电源输出端连接；所述检流电阻的另一端与运算放大器的负极端连接；所述运算放大器的输出端与匹配电阻的一端连接。

本方案中，所述恒流源模块包括：第一三极管和第二三极管；所述第一三极管的发射极与匹配电阻的与电流检测模块连接端相反的一端连接；所述第一三极管的集电极与地极连接；所述第一三极管基极与其发射极连接；所述第二三极管的基极与第一三极管的基极连接；所述第二三极管的集电极与地极连接；所述第二三极管的发射极与用于输出检测电压的电源反馈端连接。

本方案中，所述匹配电阻采用数字电位器连接在电路中，可以根据确定的匹配电阻值进行适当调整。本方案中，所述检流电阻的阻值为200毫欧姆。

如图2所示，本发明进一步公开了一种用于液晶模组检测的线损电压检测单元，该单元包括：检测回路参数采集模块、匹配电阻计算模块和上述检测电压补偿电路。检测回路参数采集模块根据接入检测回路中的检流电阻和辅助检测负载，对检测回路中的辅助检测负载电压值和辅助检测负载电流值进行采集，再利用匹配电阻计算模块根据电源输出端电压和检测回路参数采集模块采集得到的检测回路参数，对检测回路中的传输线电阻进行检测计算，并根据该传输线电阻计算用于电压补偿的匹配电阻，最后利用上述检测电压补偿电路根据所述匹配电阻，计算检测回路中的线损补偿电压。其中，所述匹配电阻计算模块包括：传输电阻计算模块，利用：传输线电阻＝(电源输出端电阻-辅助检测负载电压值)/辅助检测负载电流值，计算检测回路中传输线电阻；以及，匹配电阻计算模块，利用：匹配电阻＝检流电阻*反馈电阻/传输线电阻，计算匹配电阻。

如图3所示，本发明进一步公开了一种液晶模组检测系统，该系统包括：液晶模组接口、控制模块、恒流模块、电源模块、上述线损电压检测单元和存储模块。利用液晶模组接口可用于连接辅助检测负载或待测液晶模组，连接辅助检测负载时是为了计算匹配电阻，从而确定线损电压。控制模块基于外部电压控制信号和/或补偿电压控制信号，发出恒流控制信号，同时可以对负载回路的电压进行采样，实时获知负载回路电压状况；当控制模块基于外部电压控制信号输出横流控制信号时是配合接入负载回路中的辅助检测负载，对负载回路的参数、电流、电压等信息进行采集，将这些信息提供给线损电压检测单元，进行当前负载回路的线损电压检测，并将线损电压检测单元中获得的匹配电阻及其对应的补偿电压存入存储模块中以备后续检测中可以直接调用；当控制模块基于外部电压控制信号和补偿电压控制信号同时作用时，实际上就已经完成对线损电压的补偿，可以对接入负载回路中的待测液晶模组进行检测。恒流模块基于控制模块发出的恒流控制信号，产生恒定电流，利用该恒定电流控制电源模块输出用于对待测液晶模组进行检测的检测电压。本方案中，为了提高信号采集的准确度，在负载回路电压电流采集过程中设置有滤波器，通过设置的多个滤波器可以根据用户的实际需求对采集的信号进行去噪滤波处理。

如图4所示，本发明进一步公开了一种用于液晶模组检测的检测电压补偿方法，其特征在于，该方法的步骤包括：

S1、在检测回路中接入一用于辅助检测回路电流的检流电阻；

S2、将辅助检测负载作为假定的液晶模组接入检测回路中；

S3、通过外部设备向检测电压产生单元发出与辅助检测负载相对应的电压控制信号，并产生检测电压；

S4、根据步骤S3中所述的检测电压、辅助检测负载端的电压和检测回路中的电流，计算检测回路中的传输线电阻；

S5、利用：(电源输出电压-辅助检测负载电压)/检测回路电流，计算传输线电阻，再利用：匹配电阻＝检流电阻*反馈电阻/传输线电阻，计算匹配电阻；

S6、利用上所述检测电压补偿电路和所述匹配电阻，计算检测回路的补偿电压，并存储在存储器中；

S7、将待测液晶模组替换辅助检测负载接入检测回路中，检测电压产生单元从存储器中调取补偿电压数据，并基于外部设备发出的与待测液晶模组相对应的检测电压和所述补偿电压，产生用于检测液晶模组的补偿后的检测电压；

S8、利用线损电压检测单元中的传输电阻计算模块实时计算检测回路中的传输电阻，若检测回路中传输线电阻发生变化，则停止检测，并复位存储器，重新执行步骤S1至S7，计算新的回路传输电阻和线损补偿电压.

下面通过一组实施例对本发明做进一步说明：

本方案采用自动测量线路损耗技术并把线路损耗值实时送给MCU进行处理，MCU根据得到的补偿信号提高输出电压以补偿线路损耗，使得模组端电压值等于设定值。

具体的，本方案包括：可调输出电压产生部分、传输阻抗自动检测部分、匹配电阻计算部分和电压损耗实时补偿部分。

如图3所示，可调输出电压产生部分包括：控制模块、恒流模块、电源模块和线损电压检测单元。本实例中，电源模块采用BUCK拓扑机构和电源管理芯片，电源模块通过LT8412型电源管理芯片对内置有双MOSFET同步整流的BUCK电路的电源模块进行控制，利用这种电源配置能够使转换效率达到95％以上。本实例利用微处理器MCU控制恒流源的方式设定电源输出。对于线损电压检测单元可以集成在MCU中或者单独设计成一个功能芯片，本领域技术人员可以根据实际需要而调整线损电源检测单元的布置方式。

本实例中对于电源滤波输出采用多级LC低通滤波器能有效的抑制开关频率和噪声对输出电压的影响。

本实例中，对于电压控制信号是由上位机设定并通过RS232接口传送到MCU，MCU根据接收到的数据设定相应的输出以控制恒流源的大小进而改变输出电压。

本实例中，如图2所示，为传输阻抗自动检测部分。该部分中对于电源输出的电压为UOUT，辅助检测负载端的电压为Uload，负载回路电流为Iload。具体的，在系统上电时，MCU选择接入辅助检测负载并通过上位机设定某一确定电压输出，通过对负载回路中的电流电压等参数计算出传输线损Rwire。公式为：Rwire＝(UOUT-Uload)/Iload。

本实例中，如图1所示，匹配电阻计算部分。该部分包括电流检测模块、匹配电阻、恒流源模块和反馈电阻；电流检测模块基于差分方式检测负载电路的电流，并输出，负载电路电流流经匹配电阻进入恒流源模块，恒流源模块将流经匹配电阻的电流以镜像的方式换算成流经反馈电阻的电流，反馈电阻基于恒流源模块输出的电流，实时补偿线损电压。该部分最为核心的是采用了具有镜像电流功能的恒流源模块，利用该模块采样通过检流电阻的电流，此电流镜像之后驱动LT8612芯片的反馈回路电阻。从而达到根据负载的电流大小实时的改变输出电压以抵消传输线电压损耗的目的，实现在线补偿功能。

图1中Vout为输出电压，补偿电压Vcomp，负载电流Iload，反馈电阻Rfb,匹配电阻RIN，检流电阻Rsense，线损为Rwire(包含串联在电路中各种检流电阻的值)。图1中右侧虚线内为线损补偿的硬件电路示意图。

输出电压由左侧虚线部分产生，并经过检流电阻Rsense直接连到负载。由于流过三极管Q8的电流等于流过电阻RIN的电流，且电阻RIN两端的电压等于电阻Rsense两端的电压，故有：

RIN＝(Iload*Rsense)*Rfb/Vcomp

Vcomp＝Iload*Rwire

通过上式可以得出匹配电阻RIN：RIN＝Rsense*Rfb/Rwire

从上述匹配电阻RIN的计算公式可以看出匹配电阻值与负载电流大小没有关系只与自身检流电阻，反馈电阻和环路传输线电阻的大小有关。故匹配电阻RIN确定之后，随着负载电流的变化，补偿电压也会随之变化已补偿线损电压。为便于根据实际情况调节，在实际电路中电阻RIN可以采用数字电位器。

电压损耗实时补偿部分。MCU根据线损计算，得出补偿电路的实际匹配电阻值RIN并存入片外FLASH存储器中，如图4所示，系统上电时数字电位器会根据FLASH中存储的值设定相符的电阻输出。在负载环境改变，传输线阻抗变化的情况下，MCU复位外部FLASH存储器并自动读取电源输出端和负载端的电压，做相应的处理后把值依然存放在FLASH中以供调用。

下面以一个实例对本方案作进一步描述，本实例以应用在液晶模组检查机上为例。该实例中检查机设定输出3300毫伏。检查机到模组的距离为2米，阻抗未知。假负载电流1000毫安。检流电阻及33毫欧。反馈电阻Ffb为100K，系统上电时设定输出电压为3300mV，MCU设定连接1A的辅助检测负载。检测到实际电源产生端电压为3300mV，辅助检测负载端电压为3126mV,根据上述公式，MCU计算出的匹配电阻值为18.96Kohm，并存入FLASH。系统关电并连接好负载模组后上电。实测数值如下：电源产生端电压为3300mV，模组端为3299mV，电流为800mA。误差在1mV以内。

通过以上实测数据可以看出加入自动电压补偿以后模组端电压的实际值即为设定值，电路传输线中的损耗得到补偿，提高了电压精度。

还需要进一步说明的是传输线阻抗确定下来之后，匹配电阻是唯一的，不可改变的，当传输线长度或者外界环境变换影响了输出线阻抗时，匹配电阻必须重新校准。

通过本方案可以快速精准的补偿线路损耗的电压，使模组端的电压的精度达到0.01V。负载响应频率能够达到1MHZ以上，这使得负载在作快速动态变换时其上电压能够依然稳定的住。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种用于液晶模组检测的电压补偿电路，其特征在于，该电路包括：

电流检测模块，基于差分方式检测负载电路的电流；

连接在电流检测模块输出端和恒流源模块输入端之间的匹配电阻；

恒流源模块，将流经匹配电阻的电流以镜像的方式换算成流经反馈电阻的电流；

连接在电流检测模块输入端和恒流源模块输出端之间反馈电阻，基于恒流源模块输出的电流，实时补偿线损电压。

2.根据权利要求1所述的电压补偿电路，其特征在于，所述电流检测模块包括：检流电阻和运算放大器；

所述运算放大器的正极端和检流电阻的一端与用于输出检测电压的电源输出端连接；

所述检流电阻的另一端与运算放大器的负极端连接；

所述运算放大器的输出端与匹配电阻的一端连接。

3.根据权利要求1所述的电压补偿电路，其特征在于，所述恒流源模块包括：第一三极管和第二三极管；

所述第一三极管的发射极与匹配电阻的与电流检测模块连接端相反的一端连接；所述第一三极管的集电极与地极连接；所述第一三极管基极与其发射极连接；

所述第二三极管的基极与第一三极管的基极连接；所述第二三极管的集电极与地极连接；所述第二三极管的发射极与用于输出检测电压的电源反馈端连接。

4.根据权利要求1所述的电压补偿电路，其特征在于，所述匹配电阻为数字电位器。

5.根据权利要求2所述的电压补偿电路，其特征在于，所述检流电阻为200毫欧姆。

6.一种用于液晶模组检测的线损电压检测单元，其特征在于，该单元包括：

检测回路参数采集模块，基于检测回路中的检流电阻和辅助检测负载，对检测回路中的辅助检测负载电压值和辅助检测负载电流值进行采集；

匹配电阻计算模块，基于电源输出端电压和检测回路参数采集模块采集得到的检测回路参数，对检测回路中的传输线电阻进行检测计算，并根据该传输线电阻计算用于电压补偿的匹配电阻；

如权利要求1所述的检测电压补偿电路，基于所述匹配电阻，计算检测回路中的线损补偿电压。

7.根据权利要求6所述的线损电压检测单元，其特征在于，所述匹配电阻计算模块包括：

传输电阻计算模块，利用：传输线电阻＝(电源输出端电阻-辅助检测负载电压值)/辅助检测负载电流值，计算检测回路中传输线电阻；

匹配电阻计算模块，利用：匹配电阻＝检流电阻*反馈电阻/传输线电阻，计算匹配电阻。

8.一种液晶模组检测系统，其特征在于，该系统包括：

液晶模组接口；

控制模块，基于外部电压控制信号和/或补偿电压控制信号，发出恒流控制信号；

恒流模块，基于控制模块发出的恒流控制信号，产生恒定电流；

电源模块，基于所述恒定电流，输出检测电压；

如权利要求6所述线损电压检测单元；

存储模块，用于存储匹配电阻及其对应的补偿电压。

9.一种用于液晶模组检测的检测电压补偿方法，其特征在于，该方法的步骤包括：

S1、在检测回路中接入一用于辅助检测回路电流的检流电阻；

S2、将辅助检测负载作为假定的液晶模组接入检测回路中；

S3、通过外部设备向检测电压产生单元发出与辅助检测负载相对应的电压控制信号，并产生检测电压；

S4、根据步骤S3中所述的检测电压、辅助检测负载端的电压和检测回路中的电流，计算检测回路中的传输线电阻；

S5、利用：(电源输出电压-辅助检测负载电压)/检测回路电流，计算传输线电阻，再利用：匹配电阻＝检流电阻*反馈电阻/传输线电阻，计算匹配电阻；

S6、利用如权利要求1所述检测电压补偿电路和所述匹配电阻，计算检测回路的补偿电压，并存储在存储器中；

S7、将待测液晶模组替换辅助检测负载接入检测回路中，检测电压产生单元从存储器中调取补偿电压数据，并基于外部设备发出的与待测液晶模组相对应的检测电压和所述补偿电压，产生用于检测液晶模组的补偿后的检测电压。

10.根据权利要求9所述的检测电压补偿方法，其特征在于，该方法进一步包括：S8、利用线损电压检测单元中的传输电阻计算模块实时计算检测回路中的传输电阻，若检测回路中传输线电阻发生变化，则停止检测，并复位存储器，重新执行步骤S1至S7，计算新的回路传输电阻和线损补偿电压。