CN107945755A - 脉宽调制集成电路及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种脉宽调制集成电路以及显示装置。脉宽调制集成电路包括电压输出单元、电压检测单元，参考电压输出单元以及保护单元。所述电压输出端单元用于输出驱动电压。电压检测单元用于检测所述驱动电压并对应输出第一检测电压。参考电压输出单元用于输出第一参考电压。保护单元依据第一参考电压产生与驱动电压相对应过压保护阈值。当第一检测电压大于过压保护阈值时，保护单元输出过压保护信号至所述电压输出单元并控制所述电压输出单元停止输出所述驱动电压。

Description

脉宽调制集成电路及显示装置
技术领域
本发明涉及显示驱动技术领域，尤其涉及应用于显示装置中为驱动电路提供驱动电压的脉宽调制集成电路及显示装置。
背景技术
显示装置已经越来越广泛地应用于人们的生产与生活的各个领域的电子装置内，例如手机、平板电脑或者台式电脑等消费性电子领域，电视等家电领域或者户外广告等公共设备领域。
目前显示装置主要为液晶显示装置(Liquid Crystal Display,LCD)或者有机发光显示屏(Organic Light Emitting Diode，OLED)。显示装置需要通过脉宽调制集成电路(Pulse Width Modulation Integrated circuit，PWM IC)来提供部分驱动电压，例如需要通过PWM IC来为扫描驱动电路提供驱动电压VGH等。
现有技术中，脉宽调制集成电路输出的驱动电压会随着显示装置的工作情况进行变化，并不为一个固定值，例如可能重载时为43V，一般负载时为33V，而轻载时为28V。然而，目前针对驱动电压VGH均仅设定了一个固定的过压保护阈值，那么当驱动电压发生变化时，就非常容易导致驱动电压VGH过压而损坏与脉宽调制集成电路电性连接的其他电路。例如，若仅设定一个固定的45V的过压保护阈值，当显示装置工作在轻载状态，也就是驱动电压VGH此时最高仅需要28V的电压，当驱动电压VGH超过28V，明显已达到了需要针对脉宽集成电路进行过压保护的状态，但是驱动电压VGH未超过45V的过压保护阈值，过压保护无法正确发挥保护作用，从而导致脉宽调整集成电路本身以及周边电路被损坏。由此可见，固定的过压保护阈值无法随着驱动电压VGH的变化进行调整，从而导致PWM IC与显示装置较容易被损坏，工作稳定性较低且寿命较短。
发明内容
为解决前述问题，本发明提供一种工作稳定性较高且寿命较长的脉宽调制集成电路。
进一步，提供包括前述脉宽调制集成电路的显示装置。
本发明一实施例公开一种脉宽调制集成电路，包括电压输出单元、电压检测单元，参考电压输出单元以及保护单元。所述电压输出单元用于输出驱动电压。所述电压检测单元用于检测所述驱动电压，并且输出第一检测电压。所述参考电压输出单元用于输出第一参考电压，其中，所述驱动电压与所述第一参考电压相对应。所述保护单元电性连接所述参考电压输出单元以及电压检测单元，用于依据所述第一参考电压产生过压保护阈值，且所述过压保护阈值与所述驱动电压相对应，所述保护单元比较所述过压保护阈值与所述第一检测电压，当所述第一检测电压大于所述过压保护阈值时，所述保护单元输出过压保护信号至所述电压输出单元并控制所述电压输出单元停止输出所述驱动电压。
一种显示装置，包括前述的脉宽调制集成电路与驱动电路，所述脉宽调制集成电路输出所述驱动电压至所述驱动电路。
脉宽调制集成电路中保护单元能够实时依据驱动电压调整其过压保护的阈值，也即是保护单元以随时依据第一参考电压形成对应的过压保护阈值防止采用固定的一个过压保护阈值来判定变化的驱动电压而产生的误差以及损坏驱动电路以及脉宽调制集成电路，提高了脉宽调制集成电路以及显示装置的安全性。另外，调制单元使得驱动电压能够依据参考电压输出单元进行调整，使得与驱动电压呈比例关系的第一检测电压尽量趋近第一参考电压，也即是使得驱动电压尽量趋近于预计电压值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实例中液晶显示装置的驱动控制电路的电路框图；
图2为如图1所示脉宽调制集成电路的电路框图；
图3为如图2所示脉宽调制集成电路的电路结构示意图；
图4为本发明一变更实施例中如图1所示脉宽调制集成电路的电路框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，其为应用于本发明液晶显示装置100的驱动控制电路的电路框图。
如图1所示，显示装置100的驱动控制电路包括脉宽调制集成电路(WidthModulation Integrated circuit，PWM IC)10以及驱动电路101，其中，脉宽调制集成电路10依据电源电压VD输出驱动电压VGH至驱动电路101，驱动电路101则用于输出驱动信号至显示装置100中的像素单元(图未示)，使得像素单元进行图像显示。其中，脉宽调制集成电路10包括电压输入端Vin与电压输出端Vout，电压输出端Vout电性连接于驱动电路101。电压输入端Vin用于接收电源电压VD，脉宽调制集成电路10将电源电压VD转换为驱动电压VGH并自电压输出端Vout输出至驱动电路101。本实施例中，显示装置100可以为液晶显示装置(Liquid Crystal Display,LCD)或者有机发光显示装置(Organic Light EmittingDiode，OLED)，驱动电路101可以为扫描驱动电路。
请参阅图2，其为如图1所示脉宽调制集成电路10的电路框图。
如图2所示，脉宽调制集成电路10包括电压输出单元11、电压检测单元12，参考电压输出单元13、调整单元14、保护单元15以及控制单元16。
其中，电压输出单元11分别电性连接所述电压输入端Vin与电压输出端Vout，用于将所述接收的电源电压VD转换为驱动电压VGH并且自电压输出端Vout输出。
电压检测单元12电性连接所述电压输出端Vout，用于检测电压输出端Vout实际输出的驱动电压VGH，并且对应输出第一检测电压Vt1。其中，第一检测电压Vt1与实际输出的驱动电压VGH呈比例关系。
参考电压输出单元13电性连接控制单元16，并且依据控制单元16输出的控制信号输出第一参考电压Vr1与第二参考电压Vr2。所述第一参考电压Vr1与预计需要输出的驱动电压VGH呈比例关系。
调整单元14依据第一参考电压Vr1与第一检测电压Vt1输出第一调整信号S1至电压输出单元11，第一调整信号S1用于控制电压输出单元11调整输出的驱动电压VGH，使与驱动电压VGH呈比例关系的第一检测电压Vt1尽量趋近所述第一参考电压Vr1。
保护单元15电性连接参考电压输出单元13以及电压检测单元12，用于依据第一参考电压对应产生与驱动电压VGH相对应的过压保护阈值，并且依据当前状态的过压保护阈值来对实时判定驱动电压VGH是否过压。换句话说也即是保护单元15用于依据当前脉宽调制集成电路10需要输出的驱动电压VGH，及时调整当前状态下驱动电压VGH的过压保护阈值，并且当驱动电压VGH超过当前状态下的过压保护阈值时，输出的对应的信号控制电压输出单元11停止输出驱动电压VGH，呈过压保护状态。
具体地，保护单元15接收第一参考电压Vr1、第二参考电压Vr2以及第一检测电压Vt1。保护单元15依据第一参考电压Vr1与第二参考电压Vr2获得第三参考电压Vr3，第三参考电压Vr3为第一参考电压Vr1与第二参考电压Vr2之和。保护单元15比较所述第三参考电压Vr3与第一检测电压Vt1，当第一检测电压Vt1大于第三参考电压时Vr3，则表示驱动电压VHG已经超过了过压保护阈值，对应地，保护单元11输出过压保护信号Sovp至电压输出单元11，过压保护信号Sovp控制电压输出单元11停止输出驱动电压VGH，从而对脉宽调制集成电路11以及驱动电路进行保护。
可以理解，本实施例中，第三参考电压Vr3即为对应当前状态下驱动电压VGH的过压保护阈值，也即是第二参考电压Vr2为当前状态下的驱动电压VGH能够超过一般工作电压的最大安全电压值。
可见，脉宽调制集成电路10中的驱动电压VGH能够依据参考电压输出单元13进行调整，使得与驱动电压VGH呈比例关系的第一检测电压Vt1尽量趋近第一参考电压Vr1，已即是使得驱动电压VGH尽量趋近于预计电压值。同时，保护单元15能够实时依据驱动电压VGH调整其过压保护的阈值，也即是保护单元15可以随时依据第一参考电压Vr1形成的第三参考电压Vr3，防止采用固定的一个过压保护阈值来判定变化的驱动电压VGH而产生的错误，进一步提高脉宽调制集成电路10以及显示装置100的安全性。
具体地，请参阅图3，其为如2所示脉宽调制集成电路10的电路结构示意图。
如图3所示，电压输出单元11还包括过压保护端111与电压调整端112。
电压检测单元12包括串联的第一分压电阻R1与第二分压电阻R2，第一分压电阻R1与第二分压电阻R2一端电性连接电压输出端Vout，另一端接地。第一分压电阻R1与第二分压电阻R2之间的节点作为检测电压输出端121，用于输出第一检测电压Vt1。可以理解，第一检测电压Vt1与驱动电压VGH呈比例关系，本实施例中，Vt1/VGH＝R2/(R1+R2)，其中，R1、R2分别表示第一分压电阻R1与第二分压电阻R2的电阻值。
参考电压输出单元13与电性连接控制单元16通过I2C总线电性连接，其中，控制单元16依据驱动电路101(图1)的具体情况输出不同的数字形式的控制信号至参考电压输出单元13。所述驱动电路的具体情况也即是显示装置100需要不同功耗的时则需要不同的驱动电压。
参考电压输出单元13为数模转换电路(Digital to analog converter,DAC)，包括第一参考电压输出端131与第二参考电压输出端132，参考电压输出单元13将所述数字信号转化为模拟电压后自第一参考电压输出端131输出，所述模拟电压即为第一参考电压Vr1。
进一步，参考电压输出单元13还自第二参考电压输出端132输出第二参考电压Vr2，其中，第二参考电压Vr2与第一参考电压Vr1呈比例关系，例如Vr2/Vr1＝1/5。第二参考电压Vr2可以通过针对第一参考电压Vr1分压获得。当然，可变更地，第二参考电压Vr2也可以是依据驱动电路101的实际情况设定的固定电压值，例如5V。本实施例中，第二参考电压Vr2是由参考电压输出单元13自第二参考电压端132提供。
调整单元14包括放大器141，放大器141包括第一放大输入端141a、第二放大输入端141b以及放大输出端141c。第一放大输入端141a电性连接电压检测单元12的检测电压输出端121，用于接收所述第一检测电压Vt1。第二放大输入端141b电性连接参考电压输出单元13的第一参考电压输出端131，用于接收所述第一参考电压Vr1。放大输出端141c电性连接电压调整端112。
所述放大器141依据第一参考电压Vr1与所述第一检测电压Vt1自所述放大输出端143输出所述第一调整信号Sv1，所述第一调整信号Sv1用于控制电压输出单元11调整输出的驱动电压VGH趋近于第一参考电压Vr1。本实施例中，当所述第一检测电压Vr1小于所述第一参考电压Vt1时，第一调整信号Sv1控制所述电压输出单元11提升所述驱动电压VGH，并且使得驱动电压VGH呈比例关系的第一检测单元Vt1尽量趋近至第一参考电压Vr1。
保护单元15包括加法器151与比较器152。其中，加法器151用于依据脉宽调制集成电路10当前需要输出的驱动电压VGH调整驱动电压VGH的过压保护阈值。加法器151包括第一加法输入端151a、第二加法输入端151b以及加法输出端151c。第一加法输入端151a电性连接参考电压输出单元13的第一参考电压输出端131，用于接收所述第一参考电压Vr1。第二加法输入端151b电性连接第二参考电压输出端132，用于接收所述第二参考电压Vr1。加法器151将所述第一参考电压Vr1与第二参考电压Vr2相加为所述第三参考电压Vr3，所述第三参考电压Vr3自所述加法输出端输出151c输出。可以理解，第三参考电压Vr3即为当前状态下驱动电压VGH的过压保护阈值。
比较器152用于针对第三参考电压Vr3与第一检测电压Vt1进行比较，以判断第一检测电压Vt1是否超过过压保护阈值。其中，比较器152包括第一比较输入端152a、第二比较输入端152b以及比较输出端152c。第一比较输入端152a电性连接加法输出端151c，用于接收所述第三参考电压Vr3。第二比较输入端152b电性连接所述电压检测单元12的检测电压输出端121，用于接收所述第一检测电压Vt1。比较输出端152c电性连接电压输出单元11。比较器152将所述第三参考电压Vr3与第一检测电压Vt1进行比较，当所述第一检测电压Vt1大于所述第三参考电压Vr3时，表示驱动电压VGH已经超过过压保护阈值，处于过压状态，比较器152自比较输出端152c输出过压保护信号Sovp至所述电压输出单元11，以控制电压输出单元11停止输出驱动电压VGH。对应地，当第一检测电压Vt1小于或者等于第三参考电压Vr3，则表明第一检测电压Vt1未超过过压保护阈值，比较器152则并不输出信号，例如呈悬空状态，或者输出与过压保护信号Sovp不同的信号，以使得电压输出单元11正常输出驱动电压VGH。
下面结合图3具体说明脉宽调制集成电路10的工作过程。
脉宽调制集成电路10上电启动后电压输出单元11依据在电源电压VD驱动下输出驱动电压VGH。电压检测单元12通过检测输出驱动电压VGH的电压输出端Vout的电压情况，获取到与驱动电压VGH呈比例关系的第一检测电压Vt1。
与此同时，控制单元16依据显示装置100的当前工作情况输出数字形式的且与驱动电压VGH对应的第一参考电压Vr1至参考电压输出单元13，参考电压单元13将数值形式的第一参考电压Vr1转换为模拟电压，并且提供至调整单元14。
参考电压单元13在输出第一参考电压Vr1时，同步输出第二参考电压Vr2至保护单元15。保护单元15中的加法器151将第一参考电压Vr1与输出第二参考电压Vr2进行加法运算进而获得第三考电压Vr3，其中，第三参考电压Vr3则为当前状态下驱动电压VGH的过压保护阈值。
比较器152将第三参考电压Vr3与第一检测电压Vt1进行比较判断，当第一检测电压Vt1大于第三参考电压Vr3，则表明第一检测电压Vt1超过了过压保护阈值，出现了过压情况，比较器152对应输出过压保护信号Sovp至所述电压输出单元11，以控制电压输出单元11停止输出驱动电压VGH。对应地，当第一检测电压Vt1小于或者等于第三参考电压Vr3，则表明第一检测电压Vt1未超过过压保护阈值，比较器152则并不输出信号，例如呈悬空状态，或者输出与过压保护信号Sovp不同的信号，以使得电压输出单元11正常输出驱动电压VGH。
当第一检测电压Vt1小于或者等于第三参考电压Vr3，电压输出单元11正常输出驱动电压VGH时，调整单元14通过比较第一检测电压Vt1与第一参考电压Vr1的情况，当第一检测电压Vt1小于第一参考电压Vr1，则表明驱动电压VGH未达到预定的电压值，调整单元14中的放大器141输出第一调整信号S1至电压输出单元11，电压输出单元11有第一调整信号S1升高输出的驱动电压VGH，使得与驱动电压呈比例的第一检测电压Vt1尽量趋近所述第一参考电压Vr1。
请参阅图4，其为本发明变更实施例中如图1所示脉宽调制集成电路20的电路框图。脉宽调制集成电路20与图2所示的脉宽调制集成电路10的电路框图基本相同，区别仅在于第二参考电压Vr2由过压参考单元27提供。其中，第二参考电压Vr2与第一参考电压Vr1呈比例关系，例如Vr2/Vr1＝1/5。第二参考电压Vr2可以通过针对与第一参考电压Vr1相同的电压进行分压获得。当然，可变更地，第二参考电压Vr2也可以是依据驱动电路101的实际情况设定的固定电压值，例如5V。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脉宽调制集成电路，其特征在于，包括电压输出单元、电压检测单元，参考电压输出单元以及保护单元，其中，
所述电压输出单元用于输出驱动电压；
所述电压检测单元用于检测所述驱动电压，并且输出第一检测电压；
所述参考电压输出单元用于输出第一参考电压，其中，所述驱动电压与所述第一参考电压相对应；
所述保护单元电性连接所述参考电压输出单元以及电压检测单元，用于依据所述第一参考电压产生过压保护阈值，且所述过压保护阈值与所述驱动电压相对应，所述保护单元比较所述过压保护阈值与所述第一检测电压，当所述第一检测电压大于所述过压保护阈值时，所述保护单元输出过压保护信号至所述电压输出单元并控制所述电压输出单元停止输出所述驱动电压。
2.根据权利要求1所述的脉宽调制集成电路，其特征在于，所述脉宽调制集成电路还包括调整单元，所述调整单元依据第一参考电压与所述第一检测电压输出第一调整信号至电压输出单元，所述电压输出单元依据第一调整信号调整所述驱动电压，使得所述驱动电压趋近预定电压值；所述保护单元依据所述第一参考电压与第二参考电压输出第三参考电压，所述第三参考电压为所述第一参考电压与所述第二参考电压之和，所述第三参考电压作为所述过压保护阈值。
3.根据权利要求2所述的脉宽调制集成电路，其特征在于，所述第二参考电压与所述第一参考电压呈比例关系。
4.根据权利要求2所述的脉宽调制集成电路，其特征在于，所述第二参考电压为固定电压值。
5.根据权利要求3或者4所述的脉宽调制集成电路，其特征在于，所述第二参考电压由所述参考电压输出单元提供。
6.根据权利要求2所述的脉宽调制集成电路，其特征在于，脉宽调制集成电路包括控制单元，所述控制单元与所述参考电压输出单元通过I2C总线电性连接，所述参考电压输出单元依据控制单元输出的数字信号输出对应的第一参考电压，所述参考电压输出单元为数模转换电路，所述参考电压输出单元将所述数字信号转化为模拟电压的第一参考电压。
7.根据权利要求1所述的脉宽调制集成电路，其特征在于，所述保护单元包括加法器，所述加法器包括第一加法输入端、第二加法输入端以及加法输出端，所述第一加法输入端用于接收所述第一参考电压，所述第二加法输入端用于接收所述第二参考电压，所述加法器用于将所述第一参考电压与第二参考电压相加为所述第三参考电压，所述第三参考电压自所述加法输出端输出。
8.根据权利要求7所述的脉宽调制集成电路，其特征在于，所述保护单元包括比较器，所述比较器包括第一比较输入端、第二比较输入端以及比较输出端，所述第一比较输入端电性连接所述加法输出端，所述第二比较输入端电性连接所述电压检测单元用于接收所述第一检测电压，所述比较器将所述第三参考电压与所述第一检测电压进行比较，当所述第一检测电压大于所述第三参考电压时，所述比较器自所述比较输出端输出所述过压保护信号至所述电压输出单元。
9.根据权利要求1所述脉宽调制集成电路，其特征在于，所述调整单元包括放大器，所述放大器包括第一放大输入端、第二放大输入端以及放大输出端，所述第一放大输入端电性连接所述电压检测单元用于接收所述第一检测电压，所述第二放大输入端电性连接所述参考电压输出单元用于接收所述第一参考电压，所述放大器依据第一参考电压与所述第一检测电压输出自所述放大输出端输出所述第一调整信号，当所述第一检测电压小于所述第一参考电压时，第一调整信号控制所述电压输出单元提升所述驱动电压。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的脉宽调制集成电路与驱动电路，所述脉宽调制集成电路输出所述驱动电压至所述驱动电路。
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