CN110311556B - 一种电源模块、电源控制电路以及改善显示面板放电不足的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源模块、电源控制电路以及改善显示面板放电不足的方法，属于显示面板的技术领域。电源模块包括时序及电压控制器、与时序及电压控制器相互连接的寄存器单元、与寄存器单元连接的电压产生单元以及外部电源输入单元；所述寄存器单元设有第一暂存位和第二暂存位，所述第一暂存位输出至所述整流管电流输出引脚的电流大于所述第二暂存位输出至所述整流管电流输出引脚的电流。本发明不同的调整电流对应不同的调整管电压，进而达到产生两个不同VGH的目的。本发明仅通过软件调节达到关机VGH电压抬升的目的，不增加外围硬件电路，对于成本和PCB空间布局都不产生影响。

Description

一种电源模块、电源控制电路以及改善显示面板放电不足的 方法
技术领域
本发明涉及一种显示面板的技术领域，尤其涉及一种电源模块、电源控制电路以及改善显示面板放电不足的方法。
背景技术
针对GDM电路(即栅极驱动电路设计在显示面板内)的显示面板，其在关机的时候需要将所有GDM电路的所有薄膜晶体管TFT连接到开态电压VGH以达到对GDM电路的TFT进行放电，此时要求开态电压VGH的掉电时序较慢并维持开态电压VGH在较高的电压一段时间，但掉电时序的快慢不容易控制，极容易出现关机放电不足的情况。
由于在关机时通过复位信号Reset将所有薄膜晶体管TFT连接到开态电压VGH进行放电，而关机时开态电压VGH也是处于掉电状态，所以开态电压VGH维持较高电压的时间不足就会出现放电不足的问题。如图1所示为现有背景技术下，关机时薄膜晶体管TFT连接到开态电压VGH的掉电状态示意图。
发明内容
本发明的目的在于提供一种关机时VGH电压抬升、不增加成本的电源模块、电源控制电路以及改善显示面板放电不足的方法。
本发明提供一种电源模块，其包括时序及电压控制器、与时序及电压控制器相互连接的寄存器单元、与寄存器单元连接的电压产生单元以及外部电源输入单元，所述电压产生单元设有整流管电流输出引脚和输出开态电压的电压反馈引脚；所述寄存器单元设有第一暂存位和第二暂存位，所述第一暂存位输出至所述整流管电流输出引脚的电流大于所述第二暂存位输出至所述整流管电流输出引脚的电流。
进一步地，所述电压产生单元还设有方波输出引脚。
本发明还提供一种电源控制电路，包括电源模块以及与电源模块连接的电荷泵升压电路；所述电源模块包括时序及电压控制器、与时序及电压控制器连接的寄存器单元、与寄存器单元连接的电压产生单元以及外部电源输入单元，其特征在于：所述电压产生单元设有与所述电荷泵升压电路连接的整流管电流输出引脚和输出开态电压的电压反馈引脚；所述寄存器单元设有第一暂存位和第二暂存位，所述第一暂存位输出至所述整流管电流输出引脚的电流大于所述第二暂存位输出至所述整流管电流输出引脚的电流。
进一步地，所述电压产生单元还设有方波输出引脚。
本发明还提供一种电源控制电路，包括电源模块以及与电源模块连接的电荷泵升压电路；所述电源模块包括时序及电压控制器、与时序及电压控制器连接的寄存器单元、与寄存器单元连接的电压产生单元以及外部电源输入单元，其特征在于：所述电压产生单元设有与所述电荷泵升压电路连接的整流管电流输出引脚和输出开态电压的电压反馈引脚；所述寄存器单元设有第一暂存位和第二暂存位，所述第一暂存位输出至所述整流管电流输出引脚的电流大于所述第二暂存位输出至所述整流管电流输出引脚的电流。
进一步地，所述电源模块输出模拟电压；所述电荷泵升压电路包括与第一电阻、第二电阻、第三电阻、晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容、第二电容以及第三电容；其中，第一电阻的第一端与整流管电流输出引脚连接，第一电阻的第二端与模拟电压连接，且模拟电压输入晶体管的源极；第二电阻的第一端与整流管电流输出引脚连接，第二电阻的第二端与晶体管的栅极连接；第一二极管的正极与晶体管的漏极连接，第一二极管的负极与第二电容的第一端连接；第一电容的第一端接地，第一电容的第二端均与第二二极管的负极和第三二极管的正极连接；第二二极管的正极连接在第一二极管的负极与第二电容的第一端之间；第三二极管的负极与第三电容的第一端连接；第四二极管的负极与电压反馈引脚连接且经电压反馈引脚输出开态电压，第四二极管的正极连接在第三二极管的负极和第三电容的第一端之间，第三电阻的第一端与方波输出引脚连接，第三电阻的第二端均与第二电容的第二端和第三电容的第二端连接。
本发明还提供一种改善显示面板放电不足的方法，包括如下步骤：
时序及电压控制器向寄存器单元寻址；
显示面板正常工作时，电源模块的工作电压高于电源模块预先设定的阈值电压，时序及电压控制器控制寄存器单元的第一暂存位输出第一电流至晶体管，晶体管输出第一电压，所述电荷泵升压电路控制输出电压反馈引脚输出第一开态电压；
显示面板在关机时，电源模块的工作电压不大于电源模块预先设定的阈值电压时，时序及电压控制器控制寄存器单元的第二暂存位输出第二电流至晶体管，晶体管输出第二电压，所述电荷泵升压电路控制输出电压反馈引脚输出第一开态电压；
寄存器单元的输出电流大小与晶体管的输出电压大小呈正比，晶体管的输出电压大小与电压反馈引脚输出的开态电压的大小呈反比；
第一电流＞第二电流，第一电压＞第二电压，则第一开态电压＜第二开态电压。
进一步地，根据公式：VGH＝(VAVDD-VQ)*3-VD*4；其中，VAVDD为电源模块的输出模拟电压，VD均为第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管的正向压降电压；第一电流＞第二电流，则第一电压＞第二电压，第一开态电压＜第二开态电压。
本发明在电源模块的寄存器单元设置第一暂存位和第二暂存位，其中第一暂存位的输出电流IDRVP1＞第二暂存位的输出电流IDRVP2，通过调整电源模块的输出电流IDRVP的输出时序，利用电源模块内部阈值电压Vdet机制对正常显示及关机时VGH进行切换，当VIN＞Vdet时，整流管电流输出引脚DRVP输出IDRVP1；当VIN≤Vdet时，整流管电流输出引脚DRVP输出IDRVP2。本发明利用电荷泵升压电路的调整管特性：不同的调整电流对应不同的调整管电压，进而达到产生两个不同VGH的目的。本发明仅通过软件调节达到关机VGH电压抬升的目的，不增加外围硬件电路，对于成本和PCB空间布局都不产生影响。
附图说明
图1所示为现有技术的关机时开态电压VGH的掉电状态的示意图；
图2所示为本发明电源控制电路的结构示意图；
图3所示为本发明的关机时开态电压VGH的掉电状态的示意图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
实施例：
图2所示为本发明电源控制电路的结构示意图，电源控制电路仅输出开态电压VGH。
电源控制电路包括电源模块10以及与电源模块10连接的电荷泵升压电路，电荷泵升压电路输出开态电压VGH。
其中电源模块10输出模拟电压AVDD，其包括时序及电压控制器(Timing&Voltagecontroller)11、与时序及电压控制器11互相连接的寄存器单元(EEPROM)12、与寄存器单元12连接的电压产生单元(VGH regulator)13以及外部电源输入单元(Internal logicpower supply)14。
其中，时序及电压控制器11控制各个电压的输出及时序控制。寄存器单元12的寄存器值可以通过电源模块10对应的软件进行改写，时序及电压控制器11通过读取寄存器12内的寄存器值，完成指定电压及时序输出。电压产生单元13产生VGH电压，电压产生单元13具有三个引脚：整流管电流输出引脚DRVP、方波输出引脚SW(全称为电荷泵电路方波输出引脚)以及输出VGH电压的电压反馈引脚(全称为VGH电压反馈引脚)。外部电源输入单元14接收外部电压Vin，为电源模块10的内部器件提供工作电压。
其中，在寄存器单元12的内部设置两个暂存位,分别为第一暂存位121和第二暂存位122，第一暂存位121输出至整流管电流输出引脚DRVP的电流为IDRVP1，第二暂存位122输出至整流管电流输出引脚DRVP的电流为IDRVP2,其中IDRVP1＞IDRVP2。
电荷泵升压电路包括与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、晶体管Q、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3。其中，第一电阻R1的第一端与整流管电流输出引脚DRVP连接，第一电阻R1的第二端与模拟电压AVDD连接，且模拟电压AVDD输入晶体管Q的源极；第二电阻R2的第一端也整流管电流输出引脚DRVP连接，第二电阻R2的第二端与晶体管Q的栅极连接；第一二极管D1的正极与晶体管Q的漏极连接，第一二极管D1的负极与第二电容C2的第一端连接；第一电容C1的第一端接地，第一电容C1的第二端均与第二二极管D2的负极和第三二极管D3的正极连接；第二二极管D2的正极连接在第一二极管D1的负极与第二电容C2的第一端之间；第三二极管D3的负极与第三电容C3的第一端连接；第四二极管D4的负极与电压反馈引脚连接且经电压反馈引脚输出开态电压VGH，第四二极管D4的正极连接在第三二极管D3的负极和第三电容C3的第一端之间，第三电阻R3的第一端与方波输出引脚SW连接，第三电阻R3的第二端均与第二电容C2的第二端和第三电容C3的第二端连接。
其中晶体管Q为调整管，寄存器单元12输出至整流管电流输出引脚DRVP的电流为IDRVP,根据晶体管Q的特性，IDRVP越大，晶体管Q的电压VQ越大；IDRVP越小，晶体管Q的电压VQ越小。假定第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4的正向压降为0.5V，通过调整IDRVP大小,可以控制调整管晶体管Q的电压VQ大小，进而得到所需输出的开态电压VGH,具体公式为:VGH＝(VAVDD-VQ)*3-0.5*4。
本发明通过在寄存器单元12内设置第一暂存位121和第二暂存位122，通过软件调整第一暂存位121和第二暂存位122的输出时序。
在电源模块10中，设定一个电压准值，称为阈值电压Vdet，通过阈值电压Vdet来对比电源模块10的工作电压Vin。
在关机时利用电压模块10的阈值电压Vdet进行第一寄存器值的电流IDRVP1和第二寄存器值的电流IDRVP2的切换，使关机时的VGH提高，以保证GDM电路TFT开关中的电荷能够被充分释放。
阈值电压Vdet，当电源模块10检测到电源模块10的工作电压Vin不大于阈值电压Vdet时，电源模块10启动关机时序；当工作电压Vin高于阈值电压Vdet时，电压模块10启动开机时序。
设定时序及电压控制器11的整流管电流输出引脚DRVP输出电流IDRVP的输出时序：当工作电压VIN高于阈值电压Vdet时，寄存器单元12输出第一暂存位121的第一寄存器值IDRVP1；当工作电压VIN低于阈值电压Vdet时，寄存器单元12输出第二暂存位122的第二寄存器值的电流IDRVP2。
如图3所示，正常工作时，电源模块10的整流管电流输出引脚DRVP的输出电流为IDRVP1，假定第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4的正向压降为0.5V，则VGH1＝(VAVDD-VQ_1)*3-0.5*4，当VIN达到Vdet电平即关机时，整流管电流输出引脚DRVP输出电流为IDRVP2，VGH2＝(VAVDD-VQ_2)*3-0.5*4。其中，IDRVP1＞IDRVP2，因此VQ_1＞VQ_2，所以VGH1小于VGH2，进而达到关机时VGH电压抬升的目的。
本发明提供一种改善显示面板放电不足的方法，包括如下步骤：
电源模块10的时序及电压控制器11与电源模块10向电源模块10的寄存器单元12寻址；
显示面板正常工作时，电源模块10的工作电压VIN高于电源模块10预先设定的阈值电压Vdet，时序及电压控制器11控制寄存器单元12的第一暂存位121输出第一电流IDRVP1至晶体管Q，晶体管Q输出第一电压VQ—1，所述电荷泵升压电路控制输出电压反馈引脚输出第一开态电压VGH1；
显示面板在关机时，电源模块10的工作电压VIN不大于电源模块10预先设定的阈值电压Vdet时，时序及电压控制器11控制寄存器单元12的第二暂存位122输出第二电流IDRVP2至晶体管Q，晶体管Q输出第二电压VQ—2，所述电荷泵升压电路控制输出电压反馈引脚输出第一开态电压VGH2；
寄存器单元12的输出电流IDRVP大小与晶体管Q的输出电压VQ大小呈正比，晶体管VQ的输出电压大小与电压反馈引脚输出的开态电压VGH的大小呈反比；
第一电流IDRVP1＞第二电流IDRVP2，第一电压VQ—1＞第二电压VQ—2，则第一开态电压VGH1＜第二开态电压VGH2。
根据公式：VGH＝(VAVDD-VQ)*3-VD*4；
其中，VAVDD为电源模块的输出模拟电压，VD均为第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管的正向压降电压；第一电流IDRVP1＞第二电流IDRVP2，第一电压VQ—1＞第二电压VQ—2，则第一开态电压VGH1＜第二开态电压VGH2,故在达到关机时开态电压VGH电压抬升的目的。
本发明在电源模块的寄存器单元设置第一暂存位和第二暂存位，其中第一暂存位的输出电流IDRVP1＞第二暂存位的输出电流IDRVP2，通过调整电源模块的输出电流IDRVP的输出时序，利用电源模块内部阈值电压Vdet机制对正常显示及关机时VGH进行切换，当VIN＞Vdet时，整流管电流输出引脚DRVP输出IDRVP1；当VIN≤Vdet时，整流管电流输出引脚DRVP输出IDRVP2。
本发明利用电荷泵升压电路的调整管特性：不同的调整电流对应不同的调整管电压，进而达到产生两个不同VGH的目的。本发明仅通过软件调节达到关机VGH电压抬升的目的，不增加外围硬件电路，对于成本和PCB空间布局都不产生影响。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种电源控制电路，包括电源模块以及与电源模块连接的电荷泵升压电路；其特征在于：所述电源模块包括时序及电压控制器、与时序及电压控制器连接的寄存器单元、与寄存器单元连接的电压产生单元以及外部电源输入单元，所述电压产生单元设有与所述电荷泵升压电路连接的整流管电流输出引脚和输出开态电压的电压反馈引脚；所述寄存器单元设有第一暂存位和第二暂存位，所述第一暂存位输出至所述整流管电流输出引脚的电流大于所述第二暂存位输出至所述整流管电流输出引脚的电流；
所述电压产生单元还设有方波输出引脚；
所述电源模块输出模拟电压；所述电荷泵升压电路包括与第一电阻、第二电阻、第三电阻、晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容、第二电容以及第三电容；其中，第一电阻的第一端与整流管电流输出引脚连接，第一电阻的第二端与模拟电压连接，且模拟电压输入晶体管的源极；第二电阻的第一端与整流管电流输出引脚连接，第二电阻的第二端与晶体管的栅极连接；第一二极管的正极与晶体管的漏极连接，第一二极管的负极与第二电容的第一端连接；第一电容的第一端接地，第一电容的第二端均与第二二极管的负极和第三二极管的正极连接；第二二极管的正极连接在第一二极管的负极与第二电容的第一端之间；第三二极管的负极与第三电容的第一端连接；第四二极管的负极与电压反馈引脚连接且经电压反馈引脚输出开态电压，第四二极管的正极连接在第三二极管的负极和第三电容的第一端之间，第三电阻的第一端与方波输出引脚连接，第三电阻的第二端均与第二电容的第二端和第三电容的第二端连接。
2.一种改善显示面板放电不足的方法，采用权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，包括如下步骤：
时序及电压控制器向寄存器单元寻址；
显示面板正常工作时，电源模块的工作电压高于电源模块预先设定的阈值电压，时序及电压控制器控制寄存器单元的第一暂存位输出第一电流至晶体管，晶体管输出第一电压，所述电荷泵升压电路控制输出电压反馈引脚输出第一开态电压；
显示面板在关机时，电源模块的工作电压不大于电源模块预先设定的阈值电压时，时序及电压控制器控制寄存器单元的第二暂存位输出第二电流至晶体管，晶体管输出第二电压，所述电荷泵升压电路控制输出电压反馈引脚输出第二开态电压；
寄存器单元的输出电流大小与晶体管的输出电压大小呈正比，晶体管的输出电压大小与电压反馈引脚输出的开态电压的大小呈反比；
第一电流＞第二电流，第一电压＞第二电压，则第一开态电压＜第二开态电压。
3.根据权利要求2所述的改善显示面板放电不足的方法，其特征在于，
输出的开态电压满足以下公式：VGH＝(VAVDD-VQ)*3-VD*4；调整寄存器单元的输出电流大小可以调整晶体管的输出电压的大小，当第一电流＞第二电流，则第一电压＞第二电压，第一开态电压＜第二开态电压；
其中，VAVDD为电源模块的输出模拟电压，VQ为晶体管的输出电压，VD均为第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管的正向压降电压。
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