CN109616061A - 源极驱动芯片保护电路、显示面板驱动电路和显示装置 - Google Patents

源极驱动芯片保护电路、显示面板驱动电路和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种源极驱动芯片保护电路、显示面板驱动电路和显示装置，其中，源极驱动芯片保护电路保护开关电路、电流跟随器和电压比较电路，电源管理集成电路与源极驱动芯片之间依次串联了开关电路和电流跟随器，在源极驱动芯片的相邻输出通道或者接地短路时，导致源极驱动芯片的电源输入端产生大电流时，流经电流跟随器的第二输入端和第二输出端的电流相应变大，采样电阻的电压大于预设参考电压，电压比较电路输出开关控制信号控制开关电路关断，从而实现源极驱动芯片过流保护，避免源极驱动芯片烧毁。

Description

源极驱动芯片保护电路、显示面板驱动电路和显示装置
技术领域
本发明涉及显示面板技术领域，特别涉及一种源极驱动芯片保护电路、显示面板驱动电路和显示装置。
背景技术
TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)是当前平板显示的主要品种之一，已经成为了现代IT、视讯产品中重要的显示平台。TFT-LCD主要驱动原理，系统主板将R/G/B压缩信号、控制信号及电源通过线材与PCB板上的connector相连接，数据经过PCB板上的TCON(Timing Controller，时序控制器)IC处理后，通过S-COF(Source-Chip on Film，源级薄膜驱动芯片)和G-COF(Gate-Chip on Film，栅极薄膜驱动芯片)与显示区连接，从而使得LCD获得所需的电源和信号。
其中，当驱动架构中S-COF相邻输出通道短路且输出电压不同时，或者S-COF输出通道线路上与GND短路时，会造成S-COF因为大电流烧毁，造成产品异常。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种源极驱动芯片保护电路，旨在解决源极驱动芯片产生大电流时，造成产品异常的问题。
为实现上述目的，本发明提出的源极驱动芯片保护电路包括：
开关电路，其输入端与电源管理集成电路的电源输出端连接，所述开关电路，设置为在导通时接收所述电源管理集成电路输出的第一直流电源并输出；
电流跟随器，包括第一输入端、第一输出端、第二输入端和第二输出端，所述第一输入端与所述开关电路的输出端连接，所述第一输出端与所述源极驱动芯片的电源输入端连接，所述第二输入端接入第二直流电源，所述第二输出端经采样电阻接地；以及
电压比较电路，设置为将所述电流跟随器的第二输出端的电压与预设参考电压比较，并在所述电流跟随器的第二输出端的电压大于所述预设参考电压时，输出开关控制信号以控制所述开关电路关断。
可选地，所述开关电路包括第一开关管，所述第一开关管的输入端与所述电源管理集成电路的电源输出端连接，所述第一开关管的输出端与所述电流跟随器的第一输入端连接，所述第一开关管的受控端与所述电压比较电路的输出端连接。
可选地，所述第一开关管为PMOS管。
可选地，所述电压比较电路为比较器，所述比较器的正相输入端与所述电流跟随器的第二输出端连接，所述比较器的反相输入端与预设参考电压输出端连接，所述比较器的输出端为所述电压比较电路的输出端。
可选地，所述源极驱动芯片保护电路还包括：
信号锁存电路，其输入端与所述电压比较电路的输出端连接，其输出端与所述开关电路的受控端连接，所述信号锁存电路，设置为将所述电压比较电路输出的开关控制信号进行信号锁存。
可选地，所述信号锁存电路包括第一工作电压输入端、第一电阻和D触发器；
所述D触发器的时钟输入端与所述电压比较电路的输出端连接，所述D触发器的数据输入端与所述第一工作电压输入端连接，所述D触发器的数据输出端、所述第一电阻的第一端及所述开关电路的受控端并联，所述第一电阻的第二端接地。
可选地，所述电压比较电路还包括第二电阻及二极管；
所述第二电阻的第一端与所述比较器的输出端连接，所述第二电阻的第二端与所述二极管的正极连接，所述二极管的负极与所述比较器的正相输入端连接。
可选地，所述源极驱动芯片保护电路还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述电源管理集成电路的另一电源输出端连接，所述第三电阻的第二端与所述电流跟随器的第二输入端连接。
本发明还提出一种显示面板驱动电路，该显示面板驱动电路包括时序控制板、栅极驱动芯片、源极驱动芯片和如上所述的源极驱动芯片保护电路。
本发明还提出一种显示装置，该显示装置包括显示面板和如上所述的显示面板驱动电路。
本发明技术方案通过采用开关电路、电流跟随器和电压比较电路组成了源极驱动芯片保护电路，电源管理集成电路与源极驱动芯片之间依次串联了开关电路和电流跟随器，流经电流跟随器的第二输入端和第二输出端的电流随着流经第一输入端和第一输出端的电流变化而变化，在源极驱动芯片输出正常时，电流跟随器的第二输出端的电流正常，加载在采样电阻上的电压小于预设参考电压，此时，电压比较电路控制开关电路保持导通状态，而在源极驱动芯片的相邻输出通道或者接地短路时，导致源极驱动芯片的电源输入端产生大电流时，流经电流跟随器的第一输入端和第一输出端的电流变大，流经电流跟随器的第二输入端和第二输出端的电流相应变大，加载在采样电阻的电压大于预设参考电压，电压比较电路输出开关控制信号控制开关电路关断，从而实现源极驱动芯片过流保护，避免源极驱动芯片烧毁。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明源极驱动芯片保护电路一实施例的模块示意图；
图2为本发明源极驱动芯片保护电路一实施例的电路结构示意图；
图3为本发明源极驱动芯片保护电路另一实施例的模块示意图；
图4为本发明源极驱动芯片保护电路另一实施例的电路结构示意图；
图5为本发明源极驱动芯片保护电路又一实施例的电路结构示意图；
图6为本发明源极驱动芯片保护电路又一实施例的模块示意图；
图7为本发明显示面板驱动电路一实施例的模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为：包括三个并列的方案，以“A/B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案，另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种源极驱动芯片保护电路300。
如图1所示，图1为本发明源极驱动芯片保护电路一实施例的模块示意图，本实施例中，源极驱动芯片保护电路300包括：
开关电路10，其输入端与电源管理集成电路100的电源输出端连接，所述开关电路10，设置为在导通时接收所述电源管理集成电路100输出的第一直流电源并输出；电流跟随器20，包括第一输入端IN1、第一输出端OUT1、第二输入端IN2和第二输出端OUT2，所述第一输入端IN1与所述开关电路10的输出端连接，所述第一输出端OUT1与所述源极驱动芯片200的电源输入端连接，所述第二输入端IN2接入第二直流电源VCC2，所述第二输出端OUT2经采样电阻Rc接地；以及
电压比较电路30，设置为将所述电流跟随器20的第二输出端的电压与预设参考电压Vref比较，并在所述电流跟随器20的第二输出端的电压大于所述预设参考电压Vref时，输出开关控制信号以控制所述开关电路10关断。
本实施例中，请参阅图1和图7，电源管理集成电路100设置在时序控制板500上，时序控制板500上还设置有时序控制器、伽马电路以及公共电极电压电路等，电源管理集成电路100的输入端电压一般为5V或12V，输出的电压包括提供给源极驱动芯片200、栅极驱动芯片400和时序控制器的数字工作电压、提供给伽马电路和公共电极电压电路的模拟电压、提供给栅极开启电压的栅开启电压和关闭电压。
源极驱动芯片200根据电源管理集成电路100通过多个通道对应输出模拟灰阶电压信号至显示面板2的像素中，驱动液晶分子的旋转，实现透射光亮度的改变。
本实施例中，显示面板2包括但不限于液晶显示面板、有机发光二极管显示面板、场发射显示面板、等离子显示面板或曲面型面板，所述液晶面板包括薄膜晶体管液晶显示面板、TN(Twisted Nematic，扭曲向列型)面板、VA(Vertical Alignment，垂直配向)类面板、IPS(In-Plane Switching，平面转换)面板等。
可以理解的是，源极驱动芯片200与显示面板2通过多条数据线连接，在显示过程中，相邻的数据线的电压值可能不同，当相邻的数据线由于物理性损伤或者其他原因造成短接时，由于电压不同导致短路输出电流变大，源极驱动芯片200的输入端电流会跟随输出端变化相应变大，进而会导致源极源极驱动芯片200因过流而损坏。
根据电流跟随器20的特性，其第二输出端OUT2电流跟随其第一输出端OUT1电流正比例变化，假设流经电流跟随器20的第一输入端IN1和第一输出端OUT1的电流为I1，流经电流跟随器20的第二输入端IN2和第二输出端OUT2的电流为I2，I1＝k*I2，k为常数，k值根据电流跟随器20内部设计可大于1或者小于1，电流跟随器20的类型可根据实际需求进行选择，在此不做具体限制，并且电流跟随器20自身接入第二直流电源VCC2，与电源管理集成电路100输出至源极驱动芯片的第一直流电源互不干扰，因此，电流I1和I2之间不会发生干扰，同样不会从第一直流电源上分压或者分流，进而可保证源极驱动芯片200输出至显示面板2的灰阶电压不会发生改变，从而保证显示面板2的正常显示。
可以理解的是，源极驱动芯片保护电路300可设置在时序控制板500上或者单独设置，具体可根据实际情况进行选择。
电压比较电路30可选择比较器D1或者电压比较芯片，电压比较电路30的一输入端与采样电阻Rc的第一端连接以获取采样电阻Rc的电压，并将采样电阻Rc的电压与预设参考电压Vref进行比较，预设参考电压Vref可存储在芯片内，或者由直流电源提供给比较器D1，电压比较电路30具体结构可根据实际情况进行选择。
本实施例中，开关电路10可选择具有通断能力的开关器件或者开关电路10，具体根据实际情况进行选择，开关电路10根据电压比较电路30输出的控制信号对应导通或者关断，并在关断时实现过流保护。
本实施例中，第二直流电源VCC2用于提供电流跟随器20工作电压，第二直流电源VCC2和预设参考电压Vref可由独立的电源模块提供，或者由电源管理集成电路100转换输出，在此不做具体限制。
本实施例中，源极驱动芯片200正常工作时，电流跟随器20的第一输入端IN1和第一输出端OUT1的电流I1正常，此时流经第二输入端IN2和第二输出端OUT2之间的电流I2保持正常，采样电阻Rc的电压小于预设参考电压Vref，电压比较电路30输出第一控制信号控制开关电路10保持导通状态，电源管理集成电路100正常输出工作电流至源极驱动芯片200。
在源极驱动芯片200与显示面板2之间发生相邻数据线短路或者接地短路时，源极驱动芯片200的输入端电流相应变大，此时，电流跟随器20的第一输入端IN1和第一输出端OUT1之间的电流I1变大，因此，电流I2同样变大，施加在采样电阻Rc上的电压变大，当采样电阻Rc的电压大于预设参考电压Vref时，电压比较电路30输出第二控制信号控制开关电路10关断，从而切断电源管理集成电路100和源极驱动芯片200之间的电源通道，避免因过电流导致源极驱动芯片200损坏。
本发明技术方案通过采用开关电路10、电流跟随器20和电压比较电路30组成了源极驱动芯片保护电路300，电源管理集成电路100与源极驱动芯片200之间依次串联了开关电路10和电流跟随器20，流经电流跟随器20的第二输入端IN2和第二输出端OUT2的电流随着流经第一输入端IN1和第一输出端OUT1的电流变化而变化，在源极驱动芯片200输出正常时，电流跟随器20的第二输出端OUT2的电流正常，加载在采样电阻Rc上的电压小于预设参考电压Vref，此时，电压比较电路30控制开关电路10保持导通状态，而在源极驱动芯片200的相邻输出通道或者接地短路时，导致源极驱动芯片200的电源输入端产生大电流时，流经电流跟随器20的第一输入端IN1和第一输出端OUT1的电流变大，流经电流跟随器20的第二输入端IN2和第二输出端OUT2的电流相应变大，加载在采样电阻Rc的电压大于预设参考电压Vref，电压比较电路30输出开关控制信号控制开关电路10关断，从而实现源极驱动芯片200过流保护，避免源极驱动芯片200烧毁。
如图2所示，图2为本发明源极驱动芯片保护电路一实施例的电路结构示意图，本实施例中，所述开关电路10包括第一开关管Q1，所述第一开关管Q1的输入端与所述电源管理集成电路100的电源输出端连接，所述第一开关管Q1的输出端与所述电流跟随器20的第一输入端连接，所述第一开关管Q1的受控端与所述电压比较电路30的输出端连接，所述第一开关管Q1为PMOS管。
本实施例中，第一开关管Q1串接在电源管理集成电路100和电流跟随器20之间，并根据电压比较电路30输出的高低电平对应导通或者关断，在源极驱动芯片200正常工作时，采样电阻Rc的电压小于预设参考电压Vref，电压比较电路30输出低电平至第一开关管Q1，第一开关管Q1导通，在源极驱动芯片200发生相邻通道短路或者接地电路产生大电流时，采样电阻Rc的电压大于预设参考电压Vref，电压比较电路30输出高电平至第一开关管Q1，第一开关管Q1关断，进而切换电源管理电路与源极驱动芯片200之间的电源通道。
在一可选实施例中，所述电压比较电路30为比较器D1，所述比较器D1的正相输入端与所述电流跟随器20的第二输出端连接，所述比较器D1的反相输入端与预设参考电压Vref输出端连接，所述比较器D1的输出端为所述电压比较电路30的输出端。
本实施例中，比较器D1将采样电阻Rc的电压与预设参考电压Vref进行比较并对应输出高低电平至开关电路10，进而控制开关电路10对应导通或者关断，在源极驱动芯片200正常工作时，采样电阻Rc的电压小于预设参考电压Vref，比较器D1输出低电平至第一开关管Q1，第一开关管Q1导通，在源极驱动芯片200发生相邻通道短路或者接地电路产生大电流时，采样电阻Rc的电压大于预设参考电压Vref，比较器D1输出高电平至第一开关管Q1，第一开关管Q1关断。
如图3所示，图3为本发明源极驱动芯片保护电路300另一实施例的模块示意图，所述源极驱动芯片保护电路300还包括：
信号锁存电路40，其输入端与所述电压比较电路30的输出端连接，其输出端与所述开关电路10的受控端连接，所述信号锁存电路40，设置为将所述电压比较电路30输出的开关控制信号进行信号锁存。
本实施例中，在源极驱动芯片200发生短路时存在电流波动的问题，为了避免电流波动造成开关电路10重复导通或者关断，造成开关电路损坏10，在电压比较电路30和开关电路10之间增加了信号锁存电路40，在接收到开关控制信号时，将开关控制信号进行信号锁存，以持续输出开关控制信号至开关电路10，进而保证开关电路10处于关断状态。
如图4所示，图4为本发明源极驱动芯片保护电路另一实施例的电路结构示意图，所述信号锁存电路40包括第一工作电压VDD1输入端、第一电阻R1和D触发器D2；
所述D触发器D2的时钟输入端与所述电压比较电路30的输出端连接，所述D触发器D2的数据输入端与所述第一工作电压VDD1输入端连接，所述D触发器D2的数据输出端、所述第一电阻R1的第一端及所述开关电路10的受控端并联，所述第一电阻R1的第二端接地。
本实施例中，D触发器D2根据上升沿触发，在源极驱动芯片200正常工作时，电压比较电路30输出低电平，此时，D触发器D2不动作，开关电路10接收到低电平时关断，在源极驱动芯片200发生相邻通道短路或者接地电路产生大电流时，采样电阻Rc的电压大于预设参考电压Vref，电压比较电路30输出高电平至D触发器D2，D触发器D2开始工作，并将第一工作电压VDD1赋值至数据输出端，第一开关管Q1关断，此时即使源极驱动芯片200的输出电流产生波动而出现采样电阻Rc的电压小于预设参考电压Vref时，D触发器D2接收到低电平仍不会动作，保持高电平输出以控制开关电路10保持关断状态。
如图5所示，图5为本发明源极驱动芯片保护电路又一实施例的电路结构示意图，所述电压比较电路30还包括第二电阻R2及二极管D3；
所述第二电阻R2的第一端与所述比较器D1的输出端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述二极管D3的正极连接，所述二极管D3的负极与所述比较器D1的正相输入端连接。
本实施例中，采用在电压比较器D1的输出端和正相输入端增加正反馈电路，从而保证电压比较电路30在输出高电平后持续输出高电平，实现开关控制信号锁存，即在源极驱动芯片200正常工作时，采样电阻Rc的电压小于预设参考电压Vref，比较器D1输出低电平并控制开关电路10导通，此时由于二极管D3的反向截止特性，低电平不会反馈至比较器D1的正相输入端，因此，不会将低电平锁定，在源极驱动芯片200发生相邻通道短路或者接地电路产生大电流时，采样电阻Rc的电压大于预设参考电压Vref，比较器D1输出高电平至第一开关管Q1，第一开关管Q1关断，此时高电平经过二极管D3输出至比较器D1的正相输入端，将高电平锁定，比较器D1的输出端始终输出高电平至开关电路10，以保证开关电路10持续关断。
如图6所示，图6为本发明源极驱动芯片保护电路又一实施例的模块示意图，所述源极驱动芯片保护电路300还包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的第一端与所述电源管理集成电路100的另一电源输出端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述电流跟随器20的第二输入端连接。
本实施例中，电流跟随器20的第二输入端还经第三电阻R3接入第二直流电源VCC2，第二直流电源VCC2由电源管理集成电路100直接输出，并经第三电阻R3分压后为电流跟随器20提供工作电压，从而无需另外设计电源电路，从而节省成本。
如图7所示，图7为本发明显示面板驱动电路一实施例的模块示意图，本发明还提出一种显示面板驱动电路1，该显示面板驱动电路1包括时序控制板500、栅极驱动芯片400、源极驱动芯片200和源极驱动芯片保护电路300，该源极驱动芯片保护电路300的具体结构参照上述实施例，由于本显示面板驱动电路1采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本实施例中，电源管理集成电路100设置在时序控制板500上，时序控制板500的电源管理集成电路100分别输出数字工作电压至源极驱动芯片保护电路300和栅极驱动芯片400，源极驱动芯片保护电路300进而将数字工作电压输出至源极驱动芯片200，同时时序控制板500上的时序控制器输出控制信号、数据信号和时钟信号至栅极驱动芯片400和源极驱动芯片200，以实现显示面板2的图像显示。
本发明还提出一种显示装置，该显示装置包括显示面板2和显示面板驱动电路1，该显示面板驱动电路1的具体结构参照上述实施例，由于本显示装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种源极驱动芯片保护电路，其特征在于，包括：
开关电路，其输入端与电源管理集成电路的电源输出端连接，所述开关电路，设置为在导通时接收所述电源管理集成电路输出的第一直流电源并输出；
电流跟随器，包括第一输入端、第一输出端、第二输入端和第二输出端，所述第一输入端与所述开关电路的输出端连接，所述第一输出端与所述源极驱动芯片的电源输入端连接，所述第二输入端接入第二直流电源，所述第二输出端经采样电阻接地；以及
电压比较电路，设置为将所述电流跟随器的第二输出端的电压与预设参考电压比较，并在所述电流跟随器的第二输出端的电压大于所述预设参考电压时，输出开关控制信号以控制所述开关电路关断。
2.如权利要求1所述的源极驱动芯片保护电路，其特征在于，所述开关电路包括第一开关管，所述第一开关管的输入端与所述电源管理集成电路的电源输出端连接，所述第一开关管的输出端与所述电流跟随器的第一输入端连接，所述第一开关管的受控端为所述开关电路的受控端。
3.如权利要求2所述的源极驱动芯片保护电路，其特征在于，所述第一开关管为PMOS管。
4.如权利要求1所述的源极驱动芯片保护电路，其特征在于，所述电压比较电路为比较器，所述比较器的正相输入端与所述电流跟随器的第二输出端连接，所述比较器的反相输入端与预设参考电压输出端连接，所述比较器的输出端为所述电压比较电路的输出端。
5.如权利要求1所述的源极驱动芯片保护电路，其特征在于，所述源极驱动芯片保护电路还包括：
信号锁存电路，其输入端与所述电压比较电路的输出端连接，其输出端与所述开关电路的受控端连接，所述信号锁存电路，设置为将所述电压比较电路输出的开关控制信号进行信号锁存。
6.如权利要求5所述的源极驱动芯片保护电路，其特征在于，所述信号锁存电路包括第一工作电压输入端、第一电阻和D触发器；
所述D触发器的时钟输入端与所述电压比较电路的输出端连接，所述D触发器的数据输入端与所述第一工作电压输入端连接，所述D触发器的数据输出端、所述第一电阻的第一端及所述开关电路的受控端并联，所述第一电阻的第二端接地。
7.如权利要求4所述的源极驱动芯片保护电路，其特征在于，所述电压比较电路还包括第二电阻及二极管；
所述第二电阻的第一端与所述比较器的输出端连接，所述第二电阻的第二端与所述二极管的正极连接，所述二极管的负极与所述比较器的正相输入端连接。
8.如权利要求1所述的源极驱动芯片保护电路，其特征在于，所述源极驱动芯片保护电路还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述电源管理集成电路的另一电源输出端连接，所述第三电阻的第二端与所述电流跟随器的第二输入端连接。
9.一种显示面板驱动电路，其特征在于，包括时序控制板、栅极驱动芯片、源极驱动芯片和如权利要求1-8中任意一项所述的源极驱动芯片保护电路。
10.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板和如权利要求9所述的显示面板驱动电路。
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