CN111999625A - 一种电流监控电路、图形信号发生器及面板检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电流监控电路、图形信号发生器及面板检测系统。该电流监控电路,包括:设置于多个电流通路上的多个信号采集模块,所述信号采集模块用于实现电信号的采样;与多个所述信号采集模块电连接的通道选择模块,用于切换采样通道;与所述通道选择模块的输出端电连接的模数转换模块,用于对采样信号进行模拟信号向数字信号的转换;控制模块,用于控制所述通道选择模块和模数转换模块,并输出电流监控结果。本发明在保证采样精度的同时,电流采样范围大,采样速率快,可靠性高,成本低。
Description
技术领域
本发明属于显示面板技术领域,更具体地,涉及一种电流监控电路、图形信号发生器及面板检测系统。
背景技术
在显示面板的生产测试中,需要对显示面板的电流信号进行检测。随着中小显示面板技术的发展,显示面板的刷新率不断提高,从以前的60HZ/50hz提高到120hz,分辨率也从以前的720p提高到8k。故而中小尺寸显示面板对电流检测的范围、速度及可靠性都有了更高的要求。现有的电流监控系统,越来越不能满足中小尺寸面板的电流检测要求。
发明内容
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求,本发明提供了一种电流监控电路、图形信号发生器及面板检测系统,采样范围大,采样速率快,可靠性高,成本低。
为实现上述目的,按照本发明的第一方面,提供了一种电流监控电路,包括:设置于多个电流通路上的多个信号采集模块,所述信号采集模块用于实现电信号的采样;与多个所述信号采集模块电连接的通道选择模块,用于切换采样通道;与所述通道选择模块的输出端电连接的模数转换模块,用于对采样信号进行模拟信号向数字信号的转换;控制模块,用于控制所述通道选择模块和模数转换模块,并输出电流监控结果。
优选地,所述信号采集模块为电流电压转换电路,一个待监控电流通路上串联有一个所述电流电压转换电路。
优选地,所述电流电压转换电路包括:第一电阻、第二电阻和档位切换单元,所述第一电阻与第二电阻串联于待监控电流通路,所述档位切换单元与所述第二电阻两端并联,所述档位切换单元用于当电流大于预定阈值时使所述第二电阻处于短路状态;
所述电流电压转换电路将所述第一电阻和/或所述第二电阻两端的电压输出至所述通道选择模块。
优选地,所述电流电压转换电路还包括信号调理电路,所述信号调理电路用于对所述第一电阻两端的电压和所述第二电阻两端的电压进行滤波和放大。
优选地,所述电流电压转换电路还包括肖特基二极管,所述肖特基二极管与所述第二电阻并联,所述肖特基二极管的正极与第一电阻、第二电阻的共用端连接。
优选地,所述第一电阻阻值范围为0.001Ω至0.15Ω,所述第二电阻阻值范围为0.5Ω至100Ω。
优选地,所述通道选择模块为开关矩阵,所述模数转换模块为双极性ADC。
优选地,所述档位切换单元电连接至所述控制模块,用于根据所述控制模块的指令进行档位切换;
所述控制模块还用于将所述模数转换模块生成的数字电压信号换算为电流数据并输出。
按照本发明的第二方面,提供了一种图形信号发生器,包括上述任一项电流监控电路。
按照本发明的第三方面,提供了一种面板检测系统,应用上述任一项图形信号发生器对面板进行点屏测试。
总体而言,本发明与现有技术相比,具有有益效果:采用设置于多个电流通路上的多个信号采集模块、通道选择模块和控制模块,采样范围大,采样速度快,可靠性高,成本低,特别适用中小尺寸面板的电流检测要求;采用双极性ADC,可以在保证采样精度并降低成本的同时,将电流采样范围提升到±6A,采样速率提升到500KHZ;无需提供直流偏置电压Vref和防反灌二极管,成本低,能够进一步提高采样精度;同时还优化了切档过流保护电路,提升整体电路的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例的电流监控电路的整体示意图;
图2是本发明实施例的电流监控电路的电路结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示,以OLED屏幕为例,在一些应用场景中,测试OLED屏幕时需要9路独立电源,9路电源由7路正压2路负压组成。7路正压电流正常工作时电流方向为由电源流向显示模组,2路负压电流方向为由模组流向电源。但当显示模组工作不正常时很有可能电流反向,从而造成7路正压电流由显示模组流向电源,2路负压电流从电源流向显示模组。
本发明实施例的电流监控电路包括9个相互独立的信号采集模块、与信号采集模块电连接的通道选择模块通道选择模块、与通道选择模块的输出端电连接的模数转换模块和控制模块组成。信号采集模块用于实现电信号的采样,通道选择模块用于切换信号采样通道,模数转换模块用于对采样信号进行模拟信号向数字信号的转换,控制模块用于控制通道选择模块和模数转换模块,并输出电流监控结果。
信号采集模块被设置在显示面板的电流供给通道上,每个电流供给通道上设置有一个电流电压转换电路。信号采集模块的数量可根据需要监控的电流供给通道数量灵活调整。
以信号采集模块为电流电压转换电路,通道选择模块为开关矩阵,模数转换模块为双极性ADC为例来具体说明。电流电压转换电路包括第一端、第二端和电压输出端,电流电压转换电路的第一端与显示面板的供给电源输出端连接,电流电压转换电路的第二端与显示面板连接,电流电压转换电路的电压输出端与开关矩阵连接。9个独立的电流电压转换电路将供给屏幕的电流信号,即流经电流电压转换电路的电流信号转换为电压信号后经开关矩阵送给双极性ADC采样。电流电压转换电路的电压输出端与开关矩阵的输入端连接,开关矩阵的输出端与双极性ADC连接。开关矩阵从多个电流电压转换电路中选择一路电压信号输送给双极性ADC,双极性ADC对开关矩阵发送的电压信号进行采样及模数转换。
本发明实施例的电流监控电路的具体电路结构如图2所示。虚线箭头为采样信号方向。每个电流电压转换电路包括:第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和档位切换电路,R1与R2串联。当电流流过时,根据欧姆定律两个电阻上会产生V=I*R的电压信号。电流监控电路还可包括信号调理电路,两个电阻两端的电压信号分别经信号调理电路滤波和放大后送入开关矩阵。本领域内技术人员应该理解,本发明实施例的信号调理电路可以使用任何能够满足本案需求的具有滤波和放大功能的电路,如包含电容,电感组成的复式滤波电路同运算放大器组合而成的信号调理电路,本申请对此不做限定。
控制模块根据模数转换后的信号生成控制信号来控制开关矩阵和ADC来进行信号选择、采样和模数转换,将模数转换模块生成的数字电压信号换算为电流数据输出,并将监测结果显示出来。控制模块可以基于FPGA实现。
具体实施中,信号调理电路以一定倍数将电阻两端的电压滤波放大送入开关矩阵。转换公式V=Gain×R×I,R为电流回路上的电阻大小,Gain为放大倍数。R1可设置为mA档电流采样电阻,阻值范围为0.001Ω至0.15Ω,例如可选择10mΩ。R2可设置为μA档采样电阻,阻值范围为0.5Ω至100Ω阻值,例如可选择10Ω。由于UA档采样电阻阻值较大,出于最大功率3W限制,R2最大允许电流500ma。故而需要在R2处添加档位切换电路。档位切换单元电连接至控制模块,根据控制模块的指令进行档位切换,当控制模块检测到从R1经R2流向屏幕的电流≤预定阈值时,控制模块控制档位切换电路处于μA档,电流经过R1和R2,当控制模块检测到从R1经R2流向屏幕的电流>预定阈值时,控制模块控制档位切换电路处于mA档使得R2被短路,电流只经过R1,即电流检测切换到mA档,这样R2不会因为电流过大被烧坏。但倘若档位切换电路切档不及时,便有可能导致R2被烧毁。因此优选采用一个肖特基二极管来与R2并联,肖特基二极管的正极与R1、R2的共用端连接,这样就可以简单可靠地实现R2μA档保护功能,提升了整体方案的可靠性。采用肖特基二极管来进行切档过流保护,相对于采用比较器来实现切档过流保护,可靠性更高。
根据ADC采集到的电压值V,即可算出流过R1和R2的电流值I=V/(GAIN×R),从而实现电流得精准测量。
由于本发明采用设置于多个电流通路上的多个信号采集模块、通道选择模块和控制模块,采样范围大,采样速度快,可靠性高,成本低,特别适用中小尺寸面板的电流检测要求;选用双极性ADC采样速率可达500khz,并且还可以采集负压;并且无需提供直流偏置电压Vref和防反灌二极管,一方面可以降低电流监控电路的成本,另一方面还避免了直流偏置电压的引入带来的干扰,从而提高了电流监测精度并减小了线上损耗。
本发明实施例的电流监控电路可实现采样范围与精度为:范围-1000μA-1000μA,精度±1μA,范围-100mA-100mA,精度±1mA;范围100mA-6A,精度1%;范围-100mA--6A,精度1%。
本发明实施例的一种图形信号发生器,包括上述任一项所述的一种电流监控电路。图形信号发生模块用于提供图形信号给显示面板显示。优选地,电流监控电路中的控制模块为图形信号发生器的中央控制单元,即图形信号发生器的中央控制单元集成有电流监控电路的控制功能以及图形信号发生器自身其他的控制功能,图形信号发生器自身其他的控制功能例如可以包含逻辑控制、电源控制、外部交互等功能。
本发明实施例的一种面板检测系统,应用上述任一项图形信号发生器对面板进行点屏测试。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电流监控电路,其特征在于,包括:
设置于多个电流通路上的多个信号采集模块,所述信号采集模块用于实现电信号的采样;
与多个所述信号采集模块电连接的通道选择模块,用于切换采样通道;
与所述通道选择模块的输出端电连接的模数转换模块,用于对采样信号进行模拟信号向数字信号的转换;
控制模块,用于控制所述通道选择模块和模数转换模块,并输出电流监控结果。
2.如权利要求1所述的一种电流监控电路,其特征在于,所述信号采集模块为电流电压转换电路,一个待监控电流通路上串联有一个所述电流电压转换电路。
3.如权利要求2所述的电流监控电路,其特征在于,所述电流电压转换电路包括:第一电阻、第二电阻和档位切换单元,所述第一电阻与第二电阻串联于待监控电流通路,所述档位切换单元与所述第二电阻两端并联,所述档位切换单元用于当电流大于预定阈值时使所述第二电阻处于短路状态;
所述电流电压转换电路将所述第一电阻和/或所述第二电阻两端的电压输出至所述通道选择模块。
4.如权利要求3所述的电流监控电路,其特征在于,所述电流电压转换电路还包括信号调理电路,所述信号调理电路用于对所述第一电阻两端的电压和所述第二电阻两端的电压进行滤波和放大。
5.如权利要求3所述的电流监控电路,其特征在于,所述电流电压转换电路还包括肖特基二极管,所述肖特基二极管与所述第二电阻并联,所述肖特基二极管的正极与第一电阻、第二电阻的共用端连接。
6.如权利要求3所述的电流监控电路,其特征在于,所述第一电阻阻值范围为0.001Ω至0.15Ω,所述第二电阻阻值范围为0.5Ω至100Ω。
7.如权利要求1所述的电流监控电路,其特征在于,所述通道选择模块为开关矩阵,所述模数转换模块为双极性ADC。
8.如权利要求3所述的电流监控电路,其特征在于,所述档位切换单元电连接至所述控制模块,用于根据所述控制模块的指令进行档位切换;
所述控制模块还用于将所述模数转换模块生成的数字电压信号换算为电流数据并输出。
9.一种图形信号发生器,其特征在于,包括:如权利要求1~8任一项所述的电流监控电路。
10.如权利要求9所述的图形信号发生器,其特征在于,所述控制模块为FPGA,所述控制模块为所述图形信号发生器的中央控制单元。
11.一种面板检测系统,其特征在于,应用如权利要求9-10任一项所述的图形信号发生器对面板进行点屏测试。
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