CN106340264B - 一种电位转换器及其输出端短路检测方法 - Google Patents

Abstract

一种电位转换器及其输出端短路检测方法，适用于电位转换器。该电位转换器电性耦接面板驱动电路。电位转换器具有多个输出端。于检测时间区间中，输出端中定义有第一输出端与第二输出端。于所述的方法中，先于检测时间区间中，将第二输出端经由分压电阻导通至参考端。并令电位转换器提供测试信号于第一输出端。且比较第二输出端的电压准位与门槛电压以产生比较结果。第二输出端的电压关联于第一输出端与第二输出端之间的阻抗电位转换器也揭露于此。

Description

一种电位转换器及其输出端短路检测方法

技术领域

本发明涉及一种电路输出端短路检测方法，特别是一种电位转换器及其输出端短路检测方法。

背景技术

请参照图4，图4为根据本发明一对照实施例所绘示的电位转换器与面板内其他元件的相对关系示意图。现行的阵列基板驱动技术(gate driver on array,GOA)的电位转换器1’(level shifter)可经由基板上的导线(wire on array,WOA)接至面板驱动电路2’或者通过面板驱动电路2’所在的基板周边，再接至其他的元件，以驱动像素阵列5’提供相应的影像。面板驱动电路2’例如具有栅极驱动电路或源极驱动电路。电位转换器1’用以转换其接收的输入信号(例如：栅极驱动电路所需的各相时脉信号、起始脉冲信号等)的准位，再提供给需要所述信号的电路。在工厂的制作过程中，难免会有悬浮微粒掉落在所述的基板上的导线上。当导线间有悬浮微粒时，在电路开始运作或有静电放电事件(ElectrostaticDischarge,ESD)产生时，就有可能会导致电位转换器1’的输出端之间因为悬浮微粒而产生短路(particle short)。轻则造成电子元件过热，重则造成电子元件烧毁或让基板上的导线有熔融的现象，甚至有可能造成使用上的危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电位转换器及其输出端短路检测方法，以检测出电路转换器的输出端是否发生短路。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电位转换器的输出端短路检测方法，所述的方法适用于电位转换器。电位转换器电性耦接面板驱动电路。电位转换器具有多个输出端。于检测时间区间中，输出端中定义有第一输出端与第二输出端。输出端短路检测方法包括于检测时间区间中，将第二输出端经由分压电阻导通至参考端。并令电位转换器提供测试信号于第一输出端。且比较第二输出端的电压准位与门槛电压以产生比较结果。其中，第二输出端的电压关联于第一输出端与第二输出端之间的阻抗。

为了更好地实现上述目的，本发明还公开了一种电位转换器，所述的电位转换器具有多个输出模块、至少一测试模块与比较模块。输出模块分别经由多个输出端电性耦接面板驱动电路。每一至少一测试模块电性耦接输出端其中之一。每一至少一测试模块包括分压电阻。每一至少一测试模块用以选择性地将电性耦接的至少一输出端经由分压电阻导通至参考端。比较模块电性耦接输出端中的至少其中之一并接收门槛电压。比较模块用以提供输出端中的至少其中之一的电压准位与门槛电压之间的比较结果。比较结果用以指示输出端中的至少其中之二之间的等效阻抗是否在预设范围中。其中，于检测时间区间中，输出端中定义有第一输出端与第二输出端。输出模块的其中之一用以提供测试信号至第一输出端。第二输出端电性耦接的测试模块用以经由至少一分压电阻的其中之一将第二输出端导通至参考端。

本发明的技术效果在于：

综合以上所述，本发明的电位转换器及其输出端短路检测方法，在检测时间区间中，借由将第二输出端经由电阻导通至参考端，并令电位转换器提供一测试信号于第一输出端，以依据此时的第二输出端的电压准位判断出第一输出端与第二输出端之间是否短路。借由本发明提供的一种电位转换器及其输出端短路检测方法，得以检测出电位转换器的输出端之间是否短路。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所绘示的电位转换器的功能方块图；

图2为根据本发明一实施例所绘示的电位转换器的电路示意图；

图3为根据本发明一实施例所绘示的电位转换器的输出端短路检测方法的功能方块图；

图4为根据本发明一对照实施例所绘示的电位转换器与面板内其他元件的相对关系示意图。

其中，附图标记

1 电位转换器

12_1～12_M 输出模块

14_1～14_M 测试模块

16 比较模块

162 比较器

2 面板驱动电路

20 面板端

N1～NM 输出端

Rd1、Rd2 分压电阻

Re 等效电阻

SW1、SW2 测试开关

T1～T4 晶体管

V11、V21、V12、V22 输出控制电压

VB1 第一基准电压

VB2 第二基准电压

Vj 比较输出电压

Vth 门槛电压

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求书及图式，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例系进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请参照图1，图1为根据本发明一实施例所绘示的电位转换器的功能方块图。电位转换器1具有多个输出模块、多个测试模块与一比较模块16。在图1所示的实施例中，举输出模块12_1～12_M与测试模块14_1～14_M以进行说明。输出模块12_1～12_M分别经由多个输出端N1～NM电性耦接面板驱动电路2，面板驱动电路2电性耦接于电位转换器1与像素阵列5之间。为了便于后续叙述，在此定义面板驱动电路2与像素阵列5为面板端20。然此定义方式并不用以限制各元件的相对位置。测试模块14_1～14_M分别电性耦接输出端N1～NM的其中之一。具体来说，测试模块14_1电性耦接输出端N1，测试模块14_2电性耦接输出端N2，后续以此类推不再赘述。比较模块16电性耦接输出端N2～NM。其中，M为大于1的正整数。在另一实施例中，比较模块16除了电性耦接输出端N2～NM还电性耦接输出端N1。面板驱动电路2例如具有栅极驱动电路或源极驱动电路，在此并不限制栅极驱动电路或源极驱动电路的位置。

简要来说，输出模块12_1～12_M例如为电位转换器1的输出级电路。测试模块14_1～14_M分别具有分压电阻(未绘示于图1)，测试模块14_1～14_M用以选择性地将电性耦接的输出端N1～NM经由分压电阻导通至参考端。更具体地来说，测试模块14_1借由所具有的分压电阻而选择性地将输出端N1导通至参考端，测试模块14_2借由所具有的分压电阻而选择性地将输出端N2导通至参考端，后续当可以此类推，不再赘述。所述的参考端例如具有一预设的电压准位。于一实施例中，所述的参考端例如为一接地端。比较模块16用以提供输出端N1～NM的电压准位与一门槛电压之间的比较结果。比较结果用以指示输出端N1～NM中的至少其中之二之间的等效阻抗是否在预设范围中。于检测时间区间中，输出端N1～NM中定义有第一输出端与第二输出端，输出模块的其中之一提供测试信号至第一输出端，第二输出端电性耦接的测试模块经由分压电阻将第二输出端导通至参考端。相关细节请见后续详述。

请一并参照图2以对电位转换器1进行更具体的说明，图2为根据本发明一实施例所绘示的电位转换器的电路示意图。为求叙述简明，在图2所示的实施例中举输出模块12_1、12_2与测试模块14_1、14_2为例进行说明。其余的输出模块具有与输出模块12_1、12_2相仿的电路结构，且其余的测试模块具有与测试模块14_1、14_2相仿的结构，所属技术领域技术人员经详阅本说明书后当可由图2的相关叙述类推得其他输出模块与其他测试模块的实施态样，于此不再赘述。

在图2所示的实施例中，输出模块12_1具有晶体管T1与晶体管T2。晶体管T1的一端用以接收第一基准电压VB1，晶体管T1的另一端电性耦接输出端N1，晶体管T1的控制端用以接收输出控制电压V11。晶体管T2的一端用以接收第二基准电压VB2，晶体管T2的另一端电性耦接输出端N1，晶体管T2的控制端用以接收输出控制电压V21。在此实施例中，晶体管T1例如为P型掺杂的薄膜晶体管(Thin-Film Transistor,TFT)，晶体管T2例如为N型掺杂的薄膜晶体管，输出控制电压V11、V21例如为电位转换器的其他电路部分产生的输出结果。第一基准电压VB1高于第二基准电压VB2。上述仅为举例示范，实际上并不以此为限。如图所示，输出模块12_2具有与输出模块12_1相仿的电路结构，于此不再赘述。

另一方面，测试模块14_1具有分压电阻Rd1与测试开关SW1。分压电阻Rd1与测试开关SW1串联于输出端N1与参考端之间。在此实施例中，参考端为接地端，分压电阻Rd1的两端分别电性耦接输出端N1与测试开关SW1的一端，测试开关SW1的另一端电性耦接参考端。于另一实施例中，测试开关SW1的两端分别电性耦接输出端N1与分压电阻Rd1的一端，分压电阻Rd1的另一端电性耦接参考端。测试模块14_2具有与测试模块14_1相仿的电路结构，于此不再赘述。

比较模块16电性耦接输出端N2。在此实施例中，比较模块具有比较器162，比较器162的其中一个输入端电性耦接输出端N2，比较器的另外一个输入端电性耦接门槛电压Vth。比较器162依据输出端N2的电压准位与门槛电压产生比较输出电压Vj，比较输出电压Vj用以指示输出端N2的电压准位是否大于门槛电压Vth。借由适当地设定门槛电压Vth，比较输出电压Vj还用以指示输出端N2是否与其他输出端短路。相关细节后续将予以详述。

从作动上来说，在一检测时间区间中，测试开关SW1不导通，测试开关SW2被导通，输出端N2经由分压电阻Rd2电性耦接至接地端。此时，电位转换器1提供一测试信号至输出端N1。对于输出端N1与输出端N2来说，面板端20会在输出端N1与输出端N2之间形成等效电阻Re。因此，输出端N2的电压准位应为输出端N1与接地端之间的电位差基于等效电阻Re与分压电阻Rd的分压值。测试信号例如为一定电压信号。在一实施例中，当电位转换器1欲提供测试信号至输出端N1时，电位转换器1调整输出控制电压V21而导通晶体管T2，以将第二基准电压VB2提供到输出端N1。由于第二基准电压VB2为系统中现成的电压，且具有相对的低电压准位，且借由简单地导通输出级电路中的晶体管即能将第二机准电压VB2提供至所欲的输出端，故在此实施例中得以用较为简单的方式提供测试信号，不需再额外走线或调整电压，并能够降低测试所需的耗能。于另一实施例中，当电位转换器1欲提供测试信号至输出端N1时，电位转换器1调整输出控制电压V11而导通晶体管T1，以将第一基准电压VB1提供到输出端N1。在此并不限制测试信号的电压准位。

在一实施例中，当电位转换器1提供测试信号至其中一个输出端时，电位转换器1不提供信号至其他的输出端，换言之，电性耦接等效电阻Re的另一端的输出模块暂时的禁能，而不提供信号。以图2所示的实施例来说，当电位转换器1提供测试信号至输出端N1时，输出模块12_2中的晶体管T3与晶体管T4都不导通，使得输出模块12_2呈现高输出阻抗的状态。此时，而不直接受到输出控制电压V21、V22的影响。

在理想情况中，等效电阻Re应具有正常电阻值。于一实施例中，理想情况中的等效电阻Re的阻值约为30K欧姆，分压电阻Rd2的阻值为100K欧姆，测试信号为一定电压信号(例如为接近基准电压VB1的电压)，且测试信号的电压准位为负9伏特(Volt,V)。此时，输出端N2的电压准位约为负6.9伏特。

而当面板端20中关联于输出端N1与输出端N2的线路短路时，等效电阻Re的阻值会降低，而使得等效电阻具有短路电阻值。理论上，所述的正常电阻值会大于短路电阻值。于一实施例中，短路情况中的等效电阻Re的阻值约为1K欧姆，分压电阻Rd2的阻值为100K欧姆，测试信号为一定电压信号，且测试信号的电压准位为负9伏特(Volt,V)。此时，输出端N2的电压准位约为负8.9伏特。

由上述，在提供相仿的测试信号与分压电阻Rd2时，输出端N2的电压准位在理想情况与短路情况中会有所不同。依据输出端N2的电压准位，即可判断出目前面板端20内关联于输出端N1与输出端N2的线路是否有短路的情况。借由设定门槛电压Vth的电压准位，比较器162的比较输出电压即可用以对应地指示输出端N2的电压位准位于何区间。于实务上，借由调整测试信号的电压准位、各分压电阻的阻值与门槛电压Vth的电压准位即可对应地调整检测的精度。更具体地来说，在上述所举的实施例中，本发明所提供的电位转换器与检测方法至少可检测到等效电阻为1K欧姆的情况。如欲再提升检测条件的严格程度，也就是例如当等效电阻为5K欧姆即判定为短路，则可借由调整测试信号的电压准位、各分压电阻的阻值与门槛电压Vth的电压准位，对应地调整各输出端在不同情况下的电压准位，以配合所欲的测试精度。在一实施例中，每一分压电阻的电阻值大于正常电阻值。

所述的检测时间区间例如是系统开机过程中的一段时间区间，亦即，当系统开机时会进行如上述的检测过程，以确保电位转换器的输出端之间并没有短路。在一实施例中，当完成上述的检测过程，且判断电位转换器的输出端之间没有短路的情况时，系统还提供时脉信号给电位转换器，以完成开机程序。在一实施例中，系统于开机过程中会依照一定的时间顺序提供相关信号给电位转换器。相关信号例如为相对的高电压准位或相对的低电压准位，或者相关信号还可例如为各种使用者自定义的启动信号，在此并不加以限制。电位转换器在接收到相关信号时会对应地启动电位转换器中的局部电路。在此实施例中，系统于开机程序的最后会提供时脉信号给电位转换器，以使电位转换器在启动各局部电路后开始依照时脉信号作动，而完成开机程序。而当判断电位转换器的输出端之间有短路的情况时，系统例如还致能一短路保护功能。所述的短路保护功能例如为强制关机，或经由通讯模块通知使用者或维修人员。短路保护功能应为所属技术领域技术人员经详阅本说明书后得以依实际所需径行设计，在此并不限制短路保护功能为何。

请再参照图1与图2，在一实施例中，于检测时间区间中的第一时间区段中，输出端N2经由对应的分压电阻电性耦接至参考端。电位转换器1在适当的时间点提供测试信号至输出端N1。在第一时间区段中，判断输出端N1与输出端N2两者是否短路。而于检测时间区间中的第二时间区段中，输出端N3经由对应的分压电阻电性耦接至参考端。电位转换器1在适当的时间点提供测试信号至输出端N2。在第二时间区段中，判断输出端N2与输出端N3两者是否短路。上述的第一时间区段例如先于第二时间区段。后续依此类推。换句话说，在此实施例中判断相邻的输出端之间是否短路。

而于另一实施例中，于检测时间区间中的第一时间区段中，输出端N2～NM依序经由对应的分压电阻电性耦接至参考端。电位转换器1在适当的时间点提供测试信号至输出端N1。比较模块16则依序对输出端N2～NM的电压准位进行比较，以判断出输出端N1是否与输出端N2～NM中的至少其中之一短路。接着，于检测时间区间中的第二时间区段中，输出端N3～NM依序经由对应的分压电阻电性耦接至参考端，电位转换器1在适当的时间点提供测试信号至输出端N2，以判断出输出端N2是否与输出端N3～NM中的至少其中之一短路。后续以此类推，不再赘述。如上述，在此实施例中以类似阶梯式的顺序对输出端N1～NM进行检测，以判断出输出端N1～NM中是否有任意二者短路。于实务上，也可依照所欲的顺序对输出端N2～NM进行检测，而不必一定得依照输出端N2以至输出端NM的顺序进行检测。

依据上述的检测方式，比较模块16可还具有一个多对一的多工器(未绘示)。所述的多工器的各输入端分别电性耦接输出端N1～NM中的至少部分，多工器的输出端电性耦接比较器162的其中一个输入端。换句话说，比较器162经由多工器电性耦接各输出端，且比较器162经由多工器选择性地接收到输出端N1～NM当中其中之一的电压准位以进行比较。而于另一实施例中，比较模块16则不具有多工器。在此实施例中，对应于输出端的数量，比较模块16例如具有M个比较器，每一个比较器电性耦接至输出端N1～NM中的其中之一，借以分别对各输出端的电压准位进行比较。于又一实施例中，比较模块16例如具有M-1个比较器，每一个比较器分别以电性耦接至输出端N2～NM中的其中之一。在此另一实施例中，相关的检测顺序则始于输出端N1。

依据上述的概念，本发明还提供了一种电位转换器的输出端短路检测方法，请参照图3，图3为根据本发明一实施例所绘示的电位转换器的输出端短路检测方法的功能方块图。此电位转换器的输出端短路检测方法，适用于电位转换器。电位转换器电性耦接面板驱动电路，电位转换器具有多个输出端。于检测时间区间中，在前述多个输出端中选择其中两个作为第一输出端与第二输出端。于步骤S301中，于检测时间区间中，将第二输出端仅经由分压电阻导通至参考端。且于步骤S303中，令电位转换器提供测试信号于第一输出端。并于步骤S305中，比较第二输出端的电压准位与门槛电压以产生比较结果。于一实施例中，在步骤S305之后，还可依据比较结果致能短路保护功能。

综合以上所述，本发明提供了一种电位转换器及其输出端短路检测方法。在检测时间区间中，借由将第二输出端经由分压电阻导通至参考端，并令电位转换器提供一测试信号于第一输出端，以依据此时的第二输出端的电压准位判断出第一输出端与第二输出端之间是否短路。借由本发明提供的一种电位转换器及其输出端短路检测方法，得以检测出电位转换器的输出端之间是否短路，并得以依据检测结果主动地采取相应的措施，而非只是如过往被动地令面板承受过热的工作条件。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电位转换器的输出端短路检测方法，适用于一电位转换器，其特征在于，该电位转换器电性耦接一面板驱动电路，该电位转换器具有多个输出端，于一检测时间区间中，该些输出端中定义有一第一输出端与一第二输出端，该输出端短路检测方法包括：

于该检测时间区间中，该第二输出端电性耦接的一测试模块用以将该第二输出端经由一分压电阻导通至一参考端；

令该电位转换器的该多个输出端的其中之一提供一测试信号于该第一输出端；以及

比较该第二输出端的电压准位与一门槛电压以产生一比较结果，该比较结果用以指示该多个输出端中的至少其中之二之间的等效阻抗是否在一预设范围中，其中该第二输出端的电压关联于该第一输出端与该第二输出端之间的阻抗。

2.如权利要求1所述的输出端短路检测方法，其特征在于，于该检测时间区间中，令该电位转换器不提供一输出信号至该第二输出端。

3.如权利要求1所述的输出端短路检测方法，其特征在于，于该检测时间区间后，提供一时脉信号给该电位转换器以完成该电位转换器的开机程序。

4.一种电位转换器，其特征在于，包括：

多个输出模块，该多个输出模块分别经由多个输出端电性耦接一面板驱动电路；

至少一测试模块，每一该至少一测试模块电性耦接该多个输出端其中之一，每一该至少一测试模块包括一分压电阻，每一该至少一测试模块用以选择性地将其电性耦接的该至少一输出端经由该分压电阻导通至一参考端；以及

一比较模块，电性耦接该多个输出端中的至少其中之一，并用以接收一门槛电压，该比较模块用以提供该多个输出端中的至少其中之一的电压准位与该门槛电压之间的一比较结果，该比较结果用以指示该多个输出端中的至少其中之二之间的等效阻抗是否在一预设范围中；

其中，于一检测时间区间中，该多个输出端中定义有一第一输出端与一第二输出端，该多个输出模块的其中之一用以提供一测试信号至该第一输出端，该第二输出端电性耦接的该测试模块用以经由该至少一分压电阻其中之一将该第二输出端导通至该参考端。

5.如权利要求4所述的电位转换器，其特征在于，每一该测试模块还包括一测试开关，每一该至少一分压电阻与该测试开关串联于该多个输出端其中之一与该参考端之间。

6.如权利要求4所述的电位转换器，其特征在于，该比较模块包括一比较器，该比较器的一输入端电性耦接该多个输出端其中之一，且该比较器的另一输入端用以接收该门槛电压。

7.如权利要求4所述的电位转换器，其特征在于，每一该输出模块包括一第一晶体管与一第二晶体管，该第一晶体管的第一端用以接收一第一基准电压，该第一晶体管的第二端电性耦接该第二晶体管的第一端，该第二晶体管的第二端用以接收一第二基准电压；

其中，该第二基准电压低于该第一基准电压，于该检测时间区间中，该第二基准电压被提供至该输出模块电性耦接的该输出端。

8.如权利要求4所述的电位转换器，其特征在于，该第一输出端与该第二输出端之间具有一等效电阻，于该检测时间区间中，该等效电阻与该至少一分压电阻串联。

9.如权利要求8所述的电位转换器，其特征在于，该等效电阻具有一正常电阻值或一短路电阻值，该正常电阻值大于该短路电阻值。

10.如权利要求9所述的电位转换器，其特征在于，该分压电阻的电阻值大于该正常电阻值，当该等效电阻具有该短路电阻值时，该第二输出端的电压准位与该第一输出端的电压准位的差值小于等于一预设门槛值。