CN112467709B - 一种连接器斜插保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种连接器斜插保护电路，其包括比较器、第一电阻、第二电阻和第三电阻，其中比较器的正向输入端连接接入参考电压，第一电阻的一端和第二电阻的一端连接在比较器的负向输入端上，第一电阻的另一端与信号控制模块连接，第二电阻的另一端接地；比较器的输出端连接至背光电源模块；第三电阻的一端与连接器连接，第三电阻的另一端与电源管理芯片连接。本发明提供了避免连接器斜插导致元器件损毁的保护电路，通过将连接器信号源置于前端系统内并进行电阻分压回授至比较器，将比较器的输出连接至前端系统的背光电源模块；在连接器斜插时通过背光电源模块无法产生电压输出至后端系统，如此可保护后端系统上的元器件免于烧毁。

Description

一种连接器斜插保护电路
技术领域
本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种连接器斜插保护电路。
背景技术
电子产品由于包含的信息量与电路整合度提高，模块间连接的连接器传输的包含信号与电源，由于产品朝向轻薄短小开发，连接器引脚与引脚间的距离逐渐缩小，接续时易因操作不当导致连接器歪斜，相邻引脚与引脚间短路，导致上电后电源与讯号源短路将电路元件烧毁。
现有笔记本产品上的显示器连接器定义参照VESA(视频电子标准协会，VideoElectronics Standards Association)标准如图1，由于连接器定义制定不包含显示屏应用过程中的传输端口，现有显示屏应用的端口为I2C，透过I2C端口可以完成时序控制器的ROM CODE 烧录、数位VCOM写入、电源电压设置、LED驱动电流调整等功能，添加I2C端口至显示器连接器只能使用VESA未定义的位置，现有笔电连接器VESA规范未定义位置旁为背光电源，背光电源一般使用电压范围在5伏特～21伏特，I2C端口一般使用电压范围在1.8伏特～3.3 伏特，数字电路元件(时序控制器、EEROM)耐压一般为4伏特，当连接器斜插时相邻两个引脚会短路，导致背光电压透过I2C端口施加于数字电路元件，使得数字电路元件发生烧毁，由于连接器斜插为人员误操作，透过管理仍然无法完全杜绝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保护元器件免于烧毁的连接器斜插保护电路。
本发明提供一种连接器斜插保护电路，所述连接器连接前端系统和后端系统，所述前端系统内设有均与所述连接器连接的控制信号模块和背光电源模块；所述后端系统内设有时序控制电路和电源管理芯片；所述保护电路包括比较器、第一电阻、第二电阻和第三电阻，其中比较器、第一电阻和第二电阻设置在前端系统内，比较器的正向输入端连接接入参考电压，第一电阻的一端和第二电阻的一端连接在比较器的负向输入端上，第一电阻的另一端与信号控制模块连接，第二电阻的另一端接地；比较器的输出端连接至背光电源模块；第三电阻设置在后端系统内，第三电阻的一端与连接器连接，第三电阻的另一端与电源管理芯片连接。
进一步地，所述前端系统为点灯机或笔记本系统主板，所述后端系统为显示模块。
第一电阻和第二电阻之间的电压为差分电压，连接器在无斜插情况下差分电压的计算公式为：VFB＝VDD*R2/(R1+R2+R3)，其中VFB为差分电压，VDD为电源管理芯片的电源电压，R1为第一电阻的电阻， R2为第二电阻的电阻，R3为第三电阻的电阻。
进一步地，假设VDD＝3V，R2＝50K，R1＝100K，R3＝4.7K，Vref＝1.1V，通过公式VFB＝VDD*R2/(R1+R2+R3)＝3*(50K)/(50K+100K+4.7K)＝0.97V，此时Vref＞VFB，比较器输出高电平至背光电源模块。
进一步地，所述背光电源模块内部设有升压电路，所述高电平作为输入电压通过升压电路，输出更高的输出电压,输出电压输入至连接器内。
进一步地，当控制信号模块与背光电源模块短路，假设VBL＝5V， VDD＝3V，R2＝50K，R1＝100K，R3＝4.7K，Vref＝1.1V，通过公式VFB＝VBL*R2/ (R1+R2)＝5*(50K)/(50K+100K)＝1.67V，此时Vref＜VFB，比较器输出端输出低电平，低电平使得背光电源模块关闭。
进一步地，所述背光电源模块内部设有升压电路，所述低电平作为输入电压不能通过升压电路，背光电源模块无法产生电压输出至连接器和后端系统。
本发明提供了避免连接器斜插导致元器件损毁的保护电路，通过将连接器信号源置于前端系统内并进行电阻分压回授至比较器，将比较器的输出连接至前端系统的背光电源模块；在连接器斜插时通过背光电源模块无法产生电压输出至后端系统，如此可保护后端系统上的元器件免于烧毁；通过于信号源上外加的电阻分压回授不影响信号本身资料的传输，仍可进行资料传递不影响其功能。
附图说明
图1为现有笔记本产品上的显示器的连接器参考VESA标准类型图；
图2为本发明连接器分别与前端系统和后端系统正常连接的示意图；
图3为本发明连接器分别与前端系统和后端系统斜插的示意图。
具体实施方式
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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。
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。
本发明一种连接器斜插保护电路，通过侦测连接器是否斜插，如果斜插时将背光电源模块关闭以保护后端系统上的电路板上的元器件，避免元器件烧毁。
如图2所示，本发明连接器100连接前端系统200和后端系统 300，前端系统200可为点灯机或笔记本系统主板，后端系统300为显示模块；前端系统200内设有控制信号控制模块201和背光电源模块202，信号控制模块201和背光电源模块202均与连接器100连接；信号控制模块201包括显示画面传输的高频信号和低频传输的低频控制信号12C。
本发明连接器斜插保护电路设置在前端系统200内，其主要针对低频传输的控制信号控制模块201和高电压的背光电源模块202；后端系统300内设有时序控制电路(图未示)和电源管理芯片301。
前端系统200和后端系统300通过连接器100进行信号与电压的连接。连接器斜插保护电路包括比较器203、第一电阻R1(R1为第一电阻的电阻)、第二电阻R2(R2为第二电阻的电阻)和第三电阻 R3(R3为第三电阻的电阻)，其中比较器203、第一电阻R1和第二电阻R2设置在前端系统200内，比较器203的正向输入端连接接入参考电压Vref；第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端连接在比较器203的负向输入端上，第一电阻R1和第二电阻R2之间的电压为差分电压VFB，第一电阻R1的另一端与信号控制模块201连接，第二电阻R2的另一端接地；比较器203的输出端连接至背光电源模块202。第三电阻R3设置在后端系统300内，第三电阻R3的一端与连接器 100连接，第三电阻R3的另一端与电源管理芯片301连接。
当低频控制信号通过后端系统300经过第三电阻R连接至电源管理芯片301，电源管理芯片301的电源电压为VDD，第一电阻R1和第二电阻R2之间的电压为差分电压VFB，连接器100无斜插情况下： VFB＝VDD*R2/(R1+R2+R3)。
应用时VDD、R1、R2、R3、VFB和Vref可依据实际需求设置，如图3所示，假设VDD＝3V，R2＝50K，R1＝100K，R3＝4.7K，Vref＝1.1V，通过公式VFB＝VDD*R2/(R1+R2+R3)＝3*(50K)/(50K+100K+4.7K)＝0.97V，参考电压Vref连接至比较器203的正向输入端，差分电压VFB连接至比较器203的负向输入端，此时Vref＞VFB，比较器203输出高电平High至背光电源模块202。
实际上背光电源模块202内部设有升压电路(图未示)，通过背光电源模块202内的升压电路可将输入电压VIN提升为更高的输出电压VBL，也就是说输入的高电平作为输入电压VIN通过升压电路，输出更高的输出电压VBL,输出电压VBL输入至连接器100内。
一般笔记本产品应用的输入电压VIN为3.3V，输出电压VBL为 5～21V，当背光电源模块202的输入高电平，输出电压VBL可正常输出5～21V电压。
当连接器100发生斜插情况下，如图3所示，输出电压VBL与控制信号控制模块201短路(即当控制信号模块201与背光电源模块 202产生斜插短路)，VFB＝VBL*R2/(R1+R2)，应用时VDD、R1、R2、 R3、VFB、Vref和VBL可依据实际需求设置，假设VBL＝5V，VDD＝3V， R2＝50K，R1＝100K，R3＝4.7K，Vref＝1.1V，通过公式VFB＝VBL*R1/ (R1+R2)＝5*(50K)/(50K+100K)＝1.67V，参考电压Vref连接至比较器203的正向输入端，差分电压VFB连接至比较器203的负向输入端，此时Vref＜VFB，比较器输出端输出低电平Low，低电平Low不能打开背光电源模块202的升压电路，使得背光电源模块202关闭，背光电源模块202无法产生电压输出至连接器100和后端系统300，作业人员在发现后端系统300无动作状态下，针对连接器100的连接重新确认，并将斜插现象排除后端系统300可正常操作，如此可保护后端系统300上的元器件免于烧毁。
本发明提供了避免连接器斜插导致元器件损毁的保护电路，通过将连接器信号源置于前端系统内并进行电阻分压回授至比较器，将比较器的输出连接至前端系统的背光电源模块；在连接器斜插时通过背光电源模块无法产生电压输出至后端系统，如此可保护后端系统上的元器件免于烧毁；通过于信号源上外加的电阻分压回授不影响信号本身资料的传输，仍可进行资料传递不影响其功能。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种连接器斜插保护电路，所述连接器连接前端系统和后端系统，所述前端系统内设有均与所述连接器连接的控制信号模块和背光电源模块；所述后端系统内设有时序控制电路和电源管理芯片；其特征在于，所述保护电路包括比较器、第一电阻、第二电阻和第三电阻，其中比较器、第一电阻和第二电阻设置在前端系统内，比较器的正向输入端连接接入参考电压，第一电阻的一端和第二电阻的一端连接在比较器的负向输入端上，第一电阻的另一端与信号控制模块连接，第二电阻的另一端接地；比较器的输出端连接至背光电源模块；第三电阻设置在后端系统内，第三电阻的一端与连接器连接，第三电阻的另一端与电源管理芯片连接。
2.根据权利要求1所述的连接器斜插保护电路，其特征在于，所述前端系统为点灯机或笔记本系统主板，所述后端系统为显示模块。
3.根据权利要求1或2所述的连接器斜插保护电路，其特征在于，第一电阻和第二电阻之间的电压为差分电压，连接器在无斜插情况下差分电压的计算公式为：VFB＝VDD*R2/(R1+R2+R3)，其中VFB为差分电压，VDD为电源管理芯片的电源电压，R1为第一电阻的电阻，R2为第二电阻的电阻，R3为第三电阻的电阻。
4.根据权利要求3所述的连接器斜插保护电路，其特征在于，假设VDD＝3V，R2＝50K，R1＝100K，R3＝4.7K，Vref＝1.1V，通过公式VFB＝VDD*R2/(R1+R2+R3)＝3*(50K)/(50K+100K+4.7K)＝0.97V，此时Vref＞VFB，比较器输出高电平至背光电源模块。
5.根据权利要求4所述的连接器斜插保护电路，其特征在于，所述背光电源模块内部设有升压电路，所述高电平作为输入电压通过升压电路，输出更高的输出电压,输出电压输入至连接器内。
6.根据权利要求3所述的连接器斜插保护电路，其特征在于，当控制信号模块与背光电源模块短路，假设VBL＝5V，VDD＝3V，R2＝50K，R1＝100K，R3＝4.7K，Vref＝1.1V，通过公式VFB＝VBL*R2/(R1+R2)＝5*(50K)/(50K+100K)＝1.67V，此时Vref＜VFB，比较器输出端输出低电平，低电平使得背光电源模块关闭。
7.根据权利要求6所述的连接器斜插保护电路，其特征在于，所述背光电源模块内部设有升压电路，所述低电平作为输入电压不能通过升压电路，背光电源模块无法产生电压输出至连接器和后端系统。
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