CN114336506B - 过流保护电路和显示面板的驱动电路 - Google Patents

过流保护电路和显示面板的驱动电路 Download PDF

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CN114336506B CN202111602420.3A CN202111602420A CN114336506B CN 114336506 B CN114336506 B CN 114336506B CN 202111602420 A CN202111602420 A CN 202111602420A CN 114336506 B CN114336506 B CN 114336506B
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Abstract

本申请公开了一种过流保护电路和显示面板的驱动电路,过流保护电路包括第一控制模块、第二控制模块、检测支路、第一检测模块以及第二检测模块;检测支路的一端连接至第一控制模块和第二控制模块之间,另一端连接至第一检测模块和第二检测模块的输入端;检测支路上的电流为待检测电流,当第一检测模块检测到待检测电流小于一预设的第一阈值时,控制第二控制模块关断,断开负载端;当第二检测模块检测到待检测电流大于一预设的第二阈值时,控制第一控制模块关断,断开电源端。本申请通过以上方式解决电源端或负载端任一端出现大电流,可通过该过流保护电路使整个驱动电路关断,以实现过流保护。

Description

过流保护电路和显示面板的驱动电路
技术领域
本申请涉及显示技术领域,尤其涉及一种过流保护电路和显示面板的驱动电路。
背景技术
显示装置至少包括显示面板和驱动电路等,显示装置的正常显示通常都是通过驱动电路来控制显示面板正常工作的,但是当驱动电路或显示面板任一端出现大电流的时候,会出现将驱动电路损坏,或者显示面板内部烧坏的情况,进而导致产品损坏。
现有技术中,通常是通过检测驱动电路或显示面板某一端的电信号状态,比如显示面板端,当检测到显示面板端信号异常时,比如大电流时,会断开显示面板端的电路,但是,当显示面板端的信号中断后,驱动电路端的信号状态瞬间也会发生改变,进而使得显示面板端重新启动信号供应,不能完全切断整个线路之间的信号供应,而不能很好的实现过电流保护,依然存在过电流而导致器件损坏的风险,因此,一种能够有效防止大电流的过电流保护电路被人们迫切需要。
发明内容
本申请的目的是提供一种过流保护电路和显示面板的驱动电路,通过在电源端与负载端设置两组检测模块和控制模块,当电源端或负载端任一端出现大电流,都能将电源端或负载端,以及电源端和负载端之间断开连接,且不会自动连通,以实现过流保护。
本申请公开了一种过流保护电路,所述过流保护电路与电源端和负载端连接,所述过流保护电路包括第一控制模块、第二控制模块、检测支路、第一检测模块以及第二检测模块;所述第一控制模块的输入端连接至所述电源端;所述第二控制模块的输入端连接至所述第一控制模块的输出端,所述第二控制模块的输出端连接至所述负载端;所述检测支路的一端连接至所述第一控制模块和所述第二控制模块之间,另一端连接至所述第一检测模块和所述第二检测模块的输入端;所述第一检测模块的输出端连接至所述第二控制模块的控制端;所述第二检测模块的输出端连接至所述第一控制模块的控制端;所述检测支路上的电流为待检测电流,当所述第一检测模块检测到所述待检测电流小于预设的第一阈值时,控制所述第二控制模块关断,断开所述负载端;当所述第二检测模块检测到所述待检测电流大于预设的第二阈值时,控制所述第一控制模块关断,断开所述电源端;当所述待检测电流大于所述第一阈值且小于所述第二阈值时,所述第一控制模块和所述第二控制模块均导通。
可选的,所述第一检测模块包括侦测单元和电压比较单元,所述侦测单元的输入端连接至所述检测支路的一端,由所述检测支路流入所述侦测单元的输入端的电流即为所述待检测电流;所述侦测单元的输出端连接至所述电压比较单元的第一输入端,并将接收到的所述待检测电流转换为第一侦测电压输送至所述电压比较单元;
所述电压比较单元的第二输入端接入第一参考电压,所述电压比较单元的输出端连接至所述第二控制模块的控制端;
当所述第一侦测电压与所述第一参考电压满足第一预设条件,即所述待检测电流小于所述第一阈值时,所述电压比较单元控制所述第二控制模块关断。
可选的,所述侦测模块包括第一电阻,所述第一电阻的一端连接至所述检测支路的一端,所述第一电阻的一端的电压即为所述第一侦测电压,由所述检测支路流入所述第一电阻的电流即为所述待检测电流;所述第一电阻的另一端接地;
所述电压比较单元的第一输入端接入所述第一控制模块的输出端和所述第一电阻之间。
可选的,所述侦测模块还包括第一电阻和第一开关,所述第一电阻的一端连接至所述检测支路的一端,由所述检测支路流入所述第一电阻的电流即为所述待检测电流;所述第一电阻的另一端接地;
所述第一开关的控制端连接至所述检测支路和所述第一电阻之间;所述第一开关的输入端接入第二参考电压;所述第一开关的输出端接地;
所述电压比较单元的第一输入端连接至所述第一开关的输入端,所述第一开关的输入端的电压即为所述第一侦测电压;
当所述待检测电流小于所述第一阈值时,所述第一开关的控制端的电压小于所述第一开关的阈值,所述第一开关关断,所述电压比较单元接收所述第二参考电压,所述第二参考电压即为所述第一侦测电压,所述第二参考电压大于所述第一参考电压,所述电压比较单元控制所述第二控制模块关断;
当所述待检测电流不小于所述第一阈值时,所述第一开关的控制端的电压大于等于所述第一开关的阈值,所述第一开关导通,所述第一开关的输入端的电压小于所述第一参考电压,所述电压比较单元控制所述第二控制模块导通。
可选的,所述侦测模块包括晶体三极管,所述晶体三极管的基极连接至所述检测支路的一端,由所述检测支路流入所述晶体三极管的基极的电流即为所述待检测电流;所述晶体三极管的发射极接收第二参考电压;所述晶体三极管的集电极接地;
所述电压比较单元的第一输入端连接至所述晶体三极管的发射极,所述晶体三极管的发射极的电压即为所述第一侦测电压。
可选的,所述电压比较单元的第二输入端还通过第二电阻接地,且所述第二电阻的阻值可调。
可选的,所述第一检测模块还包括规范化单元,所述规范化单元的控制端连接至所述电压比较单元的输出端,以接收所述电压比较单元输出的控制信号;所述规范化单元的第一输入端接入标准高电平,所述规范化单元的第二输入端接入标准低电平,所述规范化单元的输出端连接至所述第二控制模块的控制端;
当所述待检测电流小于第一阈值时,所述规范化单元检测所述电压比较单元输出的控制信号是否满足第二预设条件,以输出所述标准高电平或标准低电平,控制所述第二控制模块关断。
可选的,所述规范化单元包括第二开关和第三开关,所述第二开关的控制端连接至所述电压比较单元的输出端,以接收所述电压比较单元输出的控制信号;所述第二开关的输入端接入所述标准高电平,所述第二开关的输出端连接至所述第二控制模块的控制端;
所述第三开关的控制端连接至所述电压比较单元的输出端,以接收所述电压比较单元输出的控制信号;所述第三开关的输入端接入所述标准低电平,所述第三开关的输出端连接至所述第二控制模块的控制端。
可选的,所述第二检测模块包括第四开关和触发器,所述第四开关的控制端连接至所述第一控制模块的输出端,由所述检测支路流入所述第四开关的控制端的电流即为所述待检测电流;所述第四开关的输入端接入第三参考电压;所述第四开关的输出端连接至所述触发器的控制端;
所述触发器的输入端接入第四参考电压;所述触发器的输出端连接至所述第一控制模块的控制端;
当所述待检测电流不小于所述第二阈值时,所述第四开关关断,所述触发器接收所述第四参考电压,所述第四参考电压为低电平,控制所述第一控制模块打开;
当所述待检测电流大于所述第二阈值时,所述第四开关打开,输出所述第三参考电压至所述触发器的控制端,所述触发器的输出端控制所述第一控制模块关断;之后若所述触发器的控制端再次输入低电平,所述触发器的输出端仍维持所述第一控制模块关断。
本申请还公开了一种显示面板的驱动电路,包括电源端和负载端,所述电源端通过所述负载端连接至显示面板为所述显示面板供电;所述显示面板的驱动电路还包括本申请公开的任意一种所述的过流保护电路,所述过流保护电路连接在所述电源端和所述负载端之间。
相对于检测驱动电路或显示面板某一端的电信号状态,不能有效防止过电流的方案来说,本申请的过电流保护电路,在电源端和负载端之间设置两组检测模块和控制模块,当电源端或负载端的任何一端出现大电流时,都能触发其中一组检测模块和控制模块关断;同时,立刻触发另一组检测模块和控制模块关断,彻底将电源端和负载端的两端断开,避免出现过流;而且,两个检测模块均检测的是其中一组控制模块的输出端与检测模块之间的电流,两个控制模块关断后,电源端与负载端不再向控制模块输送信号,因而两个检测模块均检测不到电流变化,进而不会出现因为电压波动,两个控制模块再次打开的情况发生,过电流的保护电路的保险系数高,不仅是电源端和负载端的两端中任何一端过电流的检测,还能够检测电源端与负载端之间的电流变化,检测范围大。另外,两个控制模块关断后,两个检测模块检测不到信号,除非手动将电路导通,进而,该过流保护电路的保护效果更加稳定,以实现更好的过电流保护,避免了因电流过大而导致的器件损坏造成损失。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解,其构成了说明书的一部分,用于例示本申请的实施方式,并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1是本申请过流保护电路的结构示意图;
图2a是本申请实施例一过流保护电路的电路示意图;
图2b是本申请实施例一过流保护电路的另一种电路示意图;
图3a是本申请实施例二过流保护电路的电路示意图;
图3b是本申请实施例二过流保护电路的电路示意图;
图4a是本申请实施例三过流保护电路的电路示意图;
图4b是本申请实施例三过流保护电路的电路示意图;
图5是本申请显示面板的驱动电路的结构示意图。
其中,100、显示面板的驱动电路;200、过流保护电路;210、第一控制模块;220、第二控制模块;230、第一检测模块;231、侦测单元;232、规范化单元;240、第二检测模块;300、显示面板。
具体实施方式
需要理解的是,这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节,仅仅是为了描述具体实施例,是代表性的,但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现,不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示相对重要性,或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,除非另有说明,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征;“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形,意为不排他的包含,可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
此外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面参考附图和可选的实施例对本申请作详细说明。
图1是本申请过流保护电路的结构示意图,参考图1可知,本申请公开了一种过流保护电路200,用于与电源端VIN和负载端VOUT连接,接收电源端VIN的信号后,将其传输至负载端VOUT,过流保护电路200包括:第一控制模块210、第二控制模块220、检测支路、第一检测模块230以及第二检测模块240;第一控制模块210的输入端连接至电源端VIN;第二控制模块220的输入端连接至第一控制模块210的输出端,第二控制模块220的输出端连接至负载端VOUT;检测支路的一端连接至第一控制模块210和第二控制模块220之间,另一端连接至第一检测模块230和第二检测模块240的输入端;第一检测模块230的输出端连接至第二控制模块220的控制端;第二检测模块240的输出端连接至第一控制模块210的控制端;检测支路上的电流为待检测电流I,当第一检测模块230检测到待检测电流I小于预设的第一阈值时,控制第二控制模块220关断,断开负载端VOUT;当第二检测模块240检测到待检测电流I大于预设的第二阈值时,控制第一控制模块210关断,断开电源端VIN;当待检测电流I大于第一阈值且小于第二阈值时,第一控制模块210和第二控制模块220均导通。
相对于检测驱动电路或显示面板某一端的电信号状态,不能有效防止过电流的方案来说,本申请的过流保护电路200,在电源端VIN和负载端VOUT之间设置两组检测模块和控制模块,当电源端VIN或负载端VOUT的任何一端出现大电流时,都能触发其中一组检测模块和控制模块关断;同时,立刻触发另一组检测模块和控制模块关断,彻底将电源端VIN和负载端VOUT的两端断开,避免出现过流;而且,两个检测模块均检测的是其中一组控制模块的输出端与检测模块之间的电流,两个控制模块关断后,电源端VIN与负载端VOUT不再向控制模块输送信号,因而两个检测模块均检测不到电流变化,进而不会出现因为电压波动,两个控制模块再次打开的情况发生,过流保护电路200的保险系数高,不仅是电源端VIN和负载端VOUT的两端中任何一端过电流的检测,还能够检测电源端VIN与负载端VOUT之间的电流变化,检测范围大。另外,两个控制模块关断后,两个检测模块检测不到信号,除非手动将电路导通,进而,该过流保护电路200的保护效果更加稳定,以实现更好的过电流保护,避免了因电流过大而导致的器件损坏造成损失。
其中,如图1示出,第一控制模块210的输出端、第二控制模块220的输入端、第一检测模块230及第二检测模块240共同连接至第一节点A,第一节点A与第一检测模块230的输入端和第二检测模块240的输入端连接的支路为检测支路,电源端VIN流向第一节点A端的电流为I1,第一节点A流向第一检测模块230和第二检测模块240一端的电流为I2,待检测电流I即为I2,第一节点A流向负载端VOUT的电流为I3,由基尔霍夫定律可知:I1=I2+I3,此时,电源端VIN向负载端VOUT正常供电的情况下,I2大于第一阈值且小于第二阈值,第一控制模块210与第二控制模块220均导通。
当负载端VOUT出现大电流,即I3增大时,I2减小,且第一检测模块230检测到I2小于第一阈值时,第二控制模块220关断,负载端VOUT与第一节点A断开;第二控制模块220关断后,I3=0,此时,I2增大,且第二检测模块240检测到I2大于第二阈值时,第一控制模块210关断,电源端VIN与第一节点A断开,第一节点A处无信号输入和输出,I2=0,第一检测模块230和第二检测模块240均检测不到电流变化,第一控制模块210和第二控制模块220不再打开,完全将电源端VIN与负载端VOUT断开,进而实现过电流保护,防止大电流导致电源端VIN器件损坏,以及负载端VOUT器件的损坏,避免了由于大电流造成的产品损坏和经济损失。
另外,为了保证在待检测电流I减小,控制第二控制模块220关断时,第一控制模块210可以处于打开状态,第一阈值可以设定为大于第一控制模块210的打开阈值,且小于第二控制模块220的打开阈值;I2增大,控制第一控制模块210关断时,第二控制模块220不会打开,第二阈值可以设定为小于第一控制模块210和第二控制模块220的打开阈值。
第一阈值可以设定为电源端VIN向负载端VOUT正常供电时,第一节点A输入第一检测模块230的电流Ia,第二阈值则为第二控制模块220关断后,第一节点A输入第二检测模块240的电流Ib,当然,根据实际需要或者过电流保护的范围,第一阈值也可以大于Ia,而第二阈值也可以大于Ib。
实施例一:
图2a是本申请实施例一过流保护电路的电路示意图,参考图2a可知,作为本申请的实施例一,第一检测模块230包括侦测单元231和电压比较单元U1,侦测单元231的输入端连接至检测支路的一端,由检测支路流入侦测单元231的输入端的电流即为待检测电流I;侦测单元231的输出端连接至电压比较单元U1的第一输入端,并将接收到的待检测电流I转换为第一侦测电压输送至电压比较单元U1;电压比较单元U1的第二输入端接入第一参考电压VREF,电压比较单元U1的输出端连接至第二控制模块220的控制端;当第一侦测电压与第一参考电压VREF满足第一预设条件,即待检测电流I小于第一阈值时,电压比较单元U1控制第二控制模块220关断。
通常电路中出现大电流时,都是瞬间变化,或者小范围波动的大电流,为了增强过流保护电路200的保护系数,准确检测输入端与负载端VOUT的电流变化,提高过电流保护效果,第一检测模块230包括侦测单元231和电压比较单元U1,侦测单元231设置在检测支路上,且连接至第一节点A和电压比较单元U1之间,当负载端VOUT出现大电流时,侦测单元231检测到检测支路上的电流变化,将检测支路上的待检测电流I转换为第一侦测电压,并输入至电压比较单元U1的第一输入端,电压比较单元U1的第二输入端接入第一参考电压VREF,当第一侦测电压与第一参考电压VREF满足一第一预设条件,即待检测电流I小于第一阈值时,电压比较单元U1输出一结果来控制第一控制模块210关断,就能实现过电流保护。
而且,电压比较单元U1的第一输入端为“+”端,第二输入端为“-”端,可以精确地进行比较,只要使得“+”端的电压值大于或小于“-”端的电压值,就可以输出高电平或低电平,不存在中间的其他电平,输出的结果更加准确,且效率高,保护效果好。
在实际应用过程中,第一控制模块210和第二控制模块220可以采用开关来控制电路的导通与关断,比如可以采用MOS管(金属-氧化物-半导体场效应晶体管),并且可以是NMOS管或者PMOS管,通过开关来控制电源端VIN与负载端VOUT之间的信号传输,结构简单,且成本更低,进一步增强该过流保护电路200的适用性。如图2示出,本实施例中,以第一控制模块210包括第五开关M5,第二控制模块220包括第六开关M6,且第五开关M5为PMOS管,第六开关M6为NMOS管为例进行介绍,当负载端VOUT出现大电流,即I3增大时,第一侦测电压小于第一参考电压VREF,即待检测电流I小于第一阈值时,电压比较单元U1输出低电平,控制第三开关M3关断;并且,第六开关M6关断之后,I3=0,待检测电流I大于第二阈值时,控制第五开关M5关断,实现过流保护。
具体地,侦测单元231包括第一电阻R1,第一电阻R1的一端连接至检测支路的一端,第一电阻R1的一端的电压即为第一侦测电压,由检测支路流入第一电阻R1的电流即为待检测电流I;第一电阻R1的另一端接地;电压比较单元U1的第一输入端接入第一控制模块210的输出端和第一电阻R1之间。
本实施方式中,通过第一电阻R1来检测检测支路上的电流变化,当侦测单元231为第一电阻R1时,检测支路流入第一电阻R1的电流即为待检测电流I,第一电阻R1与检测支路和电压比较单元U1的第一输入端节点B处的电压即为第一侦测电压,当待检测电流I减小时,由于第一电阻R1分压的效果,使得第一侦测电压减小,此时第一侦测电压小于正常导通时第一参考电压VREF的电压,电压比较单元U1输出低电平控制第六开关M6关断。此时,仅通过第一电阻R1分压的作用来识别检测支路上的电流变化,结构简单。在检测支路上还接入第四电阻R4,以防止检测支路上的电流过大。
进一步地,第一检测模块230还包括规范化单元232,规范化单元232的控制端连接至电压比较单元U1的输出端,以接收电压比较单元U1输出的控制信号;规范化单元232的第一输入端接入标准高电平Vdd,规范化单元232的第二输入端接入标准低电平,规范化单元232的输出端连接至第二控制模块220的控制端;当待检测电流I小于第一阈值时,规范化单元232检测电压比较单元U1输出的控制信号是否满足第二预设条件,以输出标准高电平Vdd或标准低电平,控制第二控制模块220关断。
通常经过电压比较单元U1比较后,会输出高电平或低电平,而对于不同的待检测电流I,电压比较单元U1输出的结果会有一定的波动或偏差,进而在控制第二控制模块220关断时的结果也会不相同,进而在多次使用后,第三开关M3的开关性能会出现误差,因此,本实施方式中,在第三开关M3与电压比较单元U1之间还连接有规范化单元232,相当于将电压比较单元U1输出的电压值再次校正,通过该规范化单元232将电压比较单元U1输出的结果转变成标准高电平Vdd或标准低电平输出,比如,电压比较单元U1只输出500mv,经过该规范化单元232则可以输出的标准高电平Vdd可以为5v,以确保仅通过标准高电平Vdd或标准低电平来控制第二控制模块220关断,输出结果更加稳定,性能更加优良,避免多次使用该过流保护电路200时,由于多次电压值均不相同,而导致控制第二控制模块220关断的电压不相同,使得第二控制模块220受控的电压波动较大,降低其使用寿命,甚至功能损坏,不能正常保护过电流的现象。
而且,标准高电平Vdd一般为外部提供,电压范围可以调节,可以适应更大范围的电流保护;另一方面,经过规范化单元232,电路的时序也是可以调整,通过调节标准高电平Vdd的供应时序,来调节该保护电路开始进行过电流保护的开始时间和终止时间,特别是大尺寸面板,时序特别重要,进一步提高该保护电路的适用性。
具体地,规范化单元232包括第二开关M2和第三开关M3,第二开关M2的控制端连接至电压比较单元U1的输出端,以接收电压比较单元U1输出的控制信号;第二开关M2的输入端接入标准高电平Vdd,第二开关M2的输出端连接至第二控制模块220的控制端;第三开关M3的控制端连接至电压比较单元U1的输出端,以接收电压比较单元U1输出的控制信号;第三开关M3的输入端接入标准低电平,第三开关M3的输出端连接至第二控制模块220的控制端。
规范化单元232通过具有相反类型的两个开关来输出标准高电平Vdd或标准低电平,规范化单元232包括第二开关M2和第三开关M3,其中,第二开关M2为PMOS管时,第三开关M3为NMOS管,或第二开关M2为NMOS管时,第三开关M3为PMOS管,并且第三开关M3的输出端接地,以在第二开关M2导通时输出标准高电平Vdd,在第三开关M3导通时输出标准低电平,本实施方式中,第二开关M2为NMOS管时,第三开关M3为PMOS管,待检测电流I变大时,电压比较单元U1输出低电平时,第二开关M2导通输出标准高电平Vdd,控制第三开关M3关断,使得第三开关M3的控制更加准确。
其中,第二开关M2的输入端还接入第八电阻R8;第三开关M3的输出端还接入第七电阻R7,此时,第八电阻R8为上拉电阻,第七电阻R7为下拉电阻,使得标准高电平Vdd或标准低电平精准输出,提高检测效率;并且规范化单元232采用MOS管,成本低,利于增加市场竞争力。
另外,电压比较单元U1的第二输入端还通过第二电阻R2接地,且第二电阻R2的阻值可调。在第一参考电压VREF与电压比较单元U1的第二输入端之间还接入第二电阻R2,并且第二电阻R2的阻值可调,可以通过调节第二电阻R2的阻值,来改变电压比较单元U1的第二输入端的电压值V-,即调节第一参考电压VREF的值,通过比较V+与V-的值,来控制第三开关M3的导通与关断,进而实现过流保护电路200的保护范围可调节,可以实现更多范围,更多档位的过电流保护,而且方便易调节,适用面更广。而且,第一参考电压VREF还接入第三电阻R3,以实现分流效果。
进一步的,第二检测模块240包括第四开关M4和触发器U2,第四开关M4的控制端连接至第一控制模块210的输出端,由检测支路流入第四开关M4的控制端的电流即为待检测电流I;第四开关M4的输入端接入第三参考电压VLK;第四开关M4的输出端连接至触发器U2的控制端;触发器U2的输入端接入第四参考电压;触发器U2的输出端连接至第一控制模块210的控制端;当待检测电流I不小于第二阈值时,第四开关M4关断,触发器U2接收第四参考电压,第四参考电压为低电平,控制第一控制模块210打开;当待检测电流I大于第二阈值时,第四开关M4打开,输出第三参考电压VLK至触发器U2的控制端,触发器U2的输出端控制第一控制模块210关断;之后若触发器U2的控制端再次输入低电平,触发器U2的输出端仍维持第一控制模块210关断。
第二检测模块240通过第四开关M4和触发器U2来控制第一控制模块210的导通与关断,并且,本实施方式中,第四开关M4为NMOS管,第四开关M4的控制端连接至检测支路的节点C,通过检测支路上的电流变化,使得第四开关M4控制端的电压变化,进而来控制第四开关M4的导通与关断,同时第一电阻R1与检测支路和第四开关M4的控制端共同连接于节点C,此时第一电阻R1相当于还给第四开关M4一定的分压,维持第四开关M4处于关断状态,当待检测电流I大于第二阈值时,节点C的电压大于第四开关M4的阈值电压时,第四开关M4打开,第四参考电压为高电平,此时,维持单元231接收该高电平信号,并输出高电平,控制第一控制模块210关断。由于触发器U2的输入端为上升沿信号,之后若触发器U2的控制端再次输入低电平,触发器U2的输出端仍维持第一控制模块210关断,电源端VIN不再向负载端VOUT输送信号,该过流保护电路200一直处于保护状态,除非手动对该维持单元231复位,使其改变高电平状态,重新控制第一控制模块210打开,启动过电流保护功能,进而提高了本申请过流保护电路200的保护效果。
当然,也可以在维持单元231上设置自动复位端,可以预先设定维持单元231复位的条件(即改变高电平状态为低电平状态,或其他状态),在预设条件下维持单元231重新复位,以实现再次保护过电流的现象,进而避免该过流保护电路200无法复位,而导致仅可以一次性使用,想要再次保护时必须更换过流保护电路200,进而降低产品的生产成本。
而且,触发器U2的第一输入端D通过第六电阻R6接入电源端VIN,还通过第五电阻R5接地,起到限流分压的作用,通过电源端VIN为触发器U2供电,这样还可以省略外接电源供电,还可以减少一个外部接口,简化电路,便于电路布设,在实现过电流保护的同时,节省电路的布设空间;并且由电源端VIN为触发器U2供电,当电路中出现大电流后就断开触发器U2的连接,而当电源端VIN重新导通后,触发器U2立即开始工作,避免在该过流保护电路200不工作时,触发器U2还持续供电造成资源浪费。当然,触发器U2的输入端接入的第三参考电压VLK可以是外部提供。
图2b是本申请实施例一过流保护电路的另一种电路示意图,参考图2b可知,与图2a不同的是,第五开关M5和第六开关M6均为PMOS管,第二开关M2为PMOS管,第三开关M3为NMOS管,在电压比较单元U1输出低电平的时候,第二开关M2打开,输出标准高电平Vdd控制第六开关M6关断,以实现过电流保护。
实施例二:
图3a是本申请实施例二过流保护电路的电路示意图,参考图3可知,作为本申请的实施例二,与实施例一不同的是:侦测单元231还包括第一电阻R1和第一开关M1,第一电阻R1的一端连接至检测支路的一端,由检测支路流入第一电阻R1的电流即为待检测电流I;第一电阻R1的另一端接地;第一开关M1的控制端连接至检测支路和第一电阻R1之间;第一开关M1的输入端接入第二参考电压Vb;第一开关M1的输出端接地;电压比较单元U1的第一输入端连接至第一开关M1的输入端,第一开关M1的输入端的电压即为第一侦测电压;当待检测电流I小于第一阈值时,第一开关M1的控制端的电压小于第一开关M1的阈值,第一开关M1关断,电压比较单元U1接收第二参考电压Vb,第二参考电压Vb即为第一侦测电压,第二参考电压Vb大于第一参考电压VREF,电压比较单元U1控制第二控制模块220关断;当待检测电流I不小于第一阈值时,第一开关M1的控制端的电压大于等于第一开关M1的阈值,第一开关M1导通,第一开关M1的输入端的电压小于第一参考电压VREF,电压比较单元U1控制第二控制模块220导通。
本实施方式中,侦测单元231由第一电阻R1和第一开关M1组成,即在第一电阻R1和电压比较单元U1的第一输入端之间还接入第一开关M1,第一开关M1为NMOS管,并且第一开关M1的输入端还接入第二参考电压Vb,第一开关M1的控制端连接至第一电阻R1接地,第一开关M1的输入端还接入第十电阻R10,第一开关M1的输出端通过第十一电阻R11接地,电压比较单元U1的第一输入端还通过第九电阻R9接地,电压比较单元U1的第二输入端与第一参考电压VREF之间还接入第三电阻R3,其中,第十电阻R10、第十一电阻R11、第九电阻R9和第三电阻R3作为每条支路上的限流电阻,分别可以起到限流和分压的作用,防止电路中电流瞬间变化,导致第一开关M1、电压比较单元U1以及其他线路损坏而造成的损失,或者其他器件功能异常的现象。
如图3a示出,第一开关M1、第二开关M2和第四开关M4为NMOS管,第三开关M3、第五开关M5和第六开关M6为PMOS管,第八电阻R8为上拉电阻,第七电阻R7为下拉电阻,本实施例中过流保护电路200的工作原理如下:
正常情况下,第一开关M1为打开状态,第十一电阻R11的电阻为10K-100K之间,电源端VIN为恒压,电流I1为恒流,U1第一输入端的电压Vdetect小于第一参考电压VREF,U1输出低电平,第三开关M3打开,第六开关M6打开;并且,第四开关M4关断,第五开关M5打开。
当负载端VOUT出现大电流时,即I3增大的时候,待检测电流I减小,则流过第一电阻R1和第四电阻R4的电流减小,第一开关M1的电压减小,导致第一开关M1关断,由于I4=I5+I6,I4为恒流,而M1关断I5=0,那么I6=I4,I6电流增大,则U1第一输入端的电压Vdetect=I6*R9,进而Vdetect增加,U1输出高电平,第二开关M2打开,输出标准高电平Vdd,则第六开关M6关断,实现负载端VOUT的保护。并且,第六开关M6关断后,I3=0,则I2=I1,I2增大,则第四开关M4端的电压增大,导致第四开关M4打开,控制信号VLK输入高电平,则D触发器U2的控制端C接收高电平,此时D=1,输出端Q输出高电平,则第五开关M5关断,进而,断开电源端VIN的信号输入;同时,D一直等于1,控制信号VLK无论怎么变化,输入什么电压,都不会改变Q端的输出状态,因此,完全断开电源端VIN与负载端VOUT的电路,实现过电流保护。其中,第一侦测电压为第一开关M1关断后,第一开关M1输入端的电压值。
第一开关M1可以起到将一个稍微小点的电压变化转换为一个大的电压,使得电压变化幅度更大一些,同时起到一个放大的作用,以便电压比较单元U1精确识别,更加快速地检测到负载端VOUT的电流变化,以实现过电流保护效果。因此,本实施方式作为本申请的优选实施例。
图3b是本申请实施例二过流保护电路的另一种电路示意图,参考图3b可知,与图3a不同的是,第一开关M1、第三开关M3、第四开关M4和第六开关M6为NMOS管,第二开关M2和第五开关M5为PMOS管。此时,第八电阻R8可以是下拉电阻,第九电阻R9可以是上拉电阻。
正常情况下,M1为打开状态,U1输出低电平,M2打开,Vdd导通,则M6打开;并且,M6关断,M2打开。当负载端VOUT出现大电流时,M1关断,U1输出高电平,M2关断,M3打开,M3输出标准低电平,则M6关断,同时,M4打开,D=1,M5关断,实现过电流保护。
实施例三:
图4a是本申请实施例三过流保护电路的电路示意图,参考图4a可知,作为本申请的实施例三,与实施例一不同的是,侦测单元231包括晶体三极管T1,晶体三极管T1的基极连接至检测支路的一端,由检测支路流入晶体三极管T1的基极的电流即为待检测电流I;晶体三极管T1的发射极接收第二参考电压Vb;晶体三极管T1的集电极接地;电压比较单元U1的第一输入端连接至晶体三极管T1的发射极,晶体三极管T1的发射极的电压即为第一侦测电压。
本实施方式中,通过晶体三极管T1来实现将电流变化转换为第一侦测电压,并且晶体三极管T1可以为NPN三极管,晶体三极管T1的基极接入第四电阻R4,晶体三极管T1的发射极接入第一参考电压VREF,晶体三极管T1的集电极通过第一电阻R1接地,其中,第二开关M2、第五开关M5和第六开关M6为PMOS管,第三开关M3和第四开关M4为NMOS管。
由于晶体三极管T1为NPN三极管,在工作可变电阻区,NPN三极管正常工作和发生大电流的时候均为导通状态,因此,正常情况下,电源端VIN为恒压,电流I1为恒流,U1第一输入端的电压Vdetect大于第一参考电压VREF,U1输出高电平,第三开关M3打开,第六开关M6打开;并且,第四开关M4关断,第五开关M5打开。当负载端VOUT端出现大电流的时候,由于是恒压恒流,I2减小,则T1端电流减小,由于T1的基极电流减小,T1的发射极Is和集电极电流减小,由于U1第一输入端的电压Vdetect=Is*R1,Is减小,则Vdetect减小,Vdetect小于VREF,则U1输出低电平,M3关断,M2打开,由于Vdd为高电平,M2输出标准高电平Vdd,则M6关断;同时M4打开,D=1,M5关断,实现过电流保护。
图4b是本申请实施例三过流保护电路的另一种电路示意图,参考图4b可知,与图4a不同的是,第三开关M3和第五开关M5为PMOS管,第二开关M2、第四开关M4和第六开关M6为NMOS管。正常情况下,第二开关M2打开,第六开关M6打开,第四开关M4关断,第五开关M5打开;当负载端VOUT出现大电流的时候,Vdetect减小,Vdetect小于VREF,U1输出低电平,第二开关M2关断,第三开关M3打开,第三开关M3输出标准低电平,则第六开关M6关断;同时第四开关M4打开,D=1,第五开关M5关断,实现过电流保护。
图5是本申请显示面板的驱动电路的结构示意图,如图5所示,作为本申请的实施例八,还公开了一种显示面板的驱动电路100,包括电源端VIN和负载端VOUT,电源端VIN通过负载端VOUT连接至一显示面板300为显示面板300供电;显示面板的驱动电路100还包括本申请任意一实施例的过流保护电路200,过流保护电路200电性连接在电源端VIN和负载端VOUT之间。
本实施方式中,显示面板的驱动电路100中电性连接有本申请任意一实施例中的过流保护电路200,并且该过流保护电路200连接在电源端VIN与负载端VOUT之间,在电源端VIN或负载端VOUT任一端出现大电流的时候,均可以断开电源端VIN和负载端VOUT的电性连接,以实现显示面板的驱动电路100中的过电流保护,且保护效果更好。
其中,电源端VIN可以是显示面板中电压输入部分,负载端VOUT可以是显示面板中集成电路(IC)部分,比如负载端VOUT可以是LS IC或者POWER IC,LS IC和POWER IC一般后端负载不变的情况下,电压电流稳定,当显示面板300内部某线路在特殊画面时,或者在特殊画面时不断开关机,或者在画面不断切换的时候,导致LS IC或者POWER IC出现大电流,过流保护电路200可以对其很好的保护,避免产品损坏造成的损失。
需要说明的是,本申请的发明构思可以形成非常多的实施例,但是申请文件的篇幅有限,无法一一列出,因而,在不相冲突的前提下,以上描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例,各实施例或技术特征组合之后,将会增强原有的技术效果。
以上内容是结合具体的可选实施方式对本申请所作的进一步详细说明,不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种过流保护电路,其特征在于,所述过流保护电路与电源端和负载端连接,所述过流保护电路包括:第一控制模块、第二控制模块、检测支路、第一检测模块以及第二检测模块;
所述第一控制模块的输入端连接至所述电源端;
所述第二控制模块的输入端连接至所述第一控制模块的输出端,所述第二控制模块的输出端连接至所述负载端;
所述检测支路的一端连接至所述第一控制模块和所述第二控制模块之间,另一端连接至所述第一检测模块和所述第二检测模块的输入端;
所述第一检测模块的输出端连接至所述第二控制模块的控制端;
所述第二检测模块的输出端连接至所述第一控制模块的控制端;
所述检测支路上的电流为待检测电流,当所述第一检测模块检测到所述待检测电流小于预设的第一阈值时,控制所述第二控制模块关断,断开所述负载端;
当所述第二检测模块检测到所述待检测电流大于预设的第二阈值时,控制所述第一控制模块关断,断开所述电源端;
当所述待检测电流大于所述第一阈值且小于所述第二阈值时,所述第一控制模块和所述第二控制模块均导通。
2.根据权利要求1所述的过流保护电路,其特征在于,所述第一检测模块包括侦测单元和电压比较单元,所述侦测单元的输入端连接至所述检测支路的一端,由所述检测支路流入所述侦测单元的输入端的电流即为所述待检测电流;所述侦测单元的输出端连接至所述电压比较单元的第一输入端,并将接收到的所述待检测电流转换为第一侦测电压输送至所述电压比较单元;
所述电压比较单元的第二输入端接入第一参考电压,所述电压比较单元的输出端连接至所述第二控制模块的控制端;
当所述第一侦测电压与所述第一参考电压满足第一预设条件,即所述待检测电流小于所述第一阈值时,所述电压比较单元控制所述第二控制模块关断。
3.根据权利要求2所述的过流保护电路,其特征在于,所述侦测单元包括第一电阻,所述第一电阻的一端连接至所述检测支路的一端,所述第一电阻的一端的电压即为所述第一侦测电压,由所述检测支路流入所述第一电阻的电流即为所述待检测电流;所述第一电阻的另一端接地;
所述电压比较单元的第一输入端接入所述第一控制模块的输出端和所述第一电阻之间。
4.根据权利要求2所述的过流保护电路,其特征在于,所述侦测单元还包括第一电阻和第一开关,所述第一电阻的一端连接至所述检测支路的一端,由所述检测支路流入所述第一电阻的电流即为所述待检测电流;所述第一电阻的另一端接地;
所述第一开关的控制端连接至所述检测支路和所述第一电阻之间;所述第一开关的输入端接入第二参考电压;所述第一开关的输出端接地;
所述电压比较单元的第一输入端连接至所述第一开关的输入端,所述第一开关的输入端的电压即为所述第一侦测电压;
当所述待检测电流小于所述第一阈值时,所述第一开关的控制端的电压小于所述第一开关的阈值,所述第一开关关断,所述电压比较单元接收所述第二参考电压,所述第二参考电压即为所述第一侦测电压,所述第二参考电压大于所述第一参考电压,所述电压比较单元控制所述第二控制模块关断;
当所述待检测电流不小于所述第一阈值时,所述第一开关的控制端的电压大于等于所述第一开关的阈值,所述第一开关导通,所述第一开关的输入端的电压小于所述第一参考电压,所述电压比较单元控制所述第二控制模块导通。
5.根据权利要求2所述的过流保护电路,其特征在于,所述侦测单元包括晶体三极管,所述晶体三极管的基极连接至所述检测支路的一端,由所述检测支路流入所述晶体三极管的基极的电流即为所述待检测电流;所述晶体三极管的发射极接收第二参考电压;所述晶体三极管的集电极接地;
所述电压比较单元的第一输入端连接至所述晶体三极管的发射极,所述晶体三极管的发射极的电压即为所述第一侦测电压。
6.根据权利要求2所述的过流保护电路,其特征在于,所述电压比较单元的第二输入端还通过第二电阻接地,且所述第二电阻的阻值可调。
7.根据权利要求2所述的过流保护电路,其特征在于,所述第一检测模块还包括规范化单元,所述规范化单元的控制端连接至所述电压比较单元的输出端,以接收所述电压比较单元输出的控制信号;所述规范化单元的第一输入端接入标准高电平,所述规范化单元的第二输入端接入标准低电平,所述规范化单元的输出端连接至所述第二控制模块的控制端;
当所述待检测电流小于第一阈值时,所述规范化单元检测所述电压比较单元输出的控制信号是否满足第二预设条件,以输出所述标准高电平或标准低电平,控制所述第二控制模块关断。
8.根据权利要求7所述的过流保护电路,其特征在于,所述规范化单元包括第二开关和第三开关,所述第二开关的控制端连接至所述电压比较单元的输出端,以接收所述电压比较单元输出的控制信号;所述第二开关的输入端接入所述标准高电平,所述第二开关的输出端连接至所述第二控制模块的控制端;
所述第三开关的控制端连接至所述电压比较单元的输出端,以接收所述电压比较单元输出的控制信号;所述第三开关的输入端接入所述标准低电平,所述第三开关的输出端连接至所述第二控制模块的控制端。
9.根据权利要求1所述的过流保护电路,其特征在于,所述第二检测模块包括第四开关和触发器,所述第四开关的控制端连接至所述第一控制模块的输出端,由所述检测支路流入所述第四开关的控制端的电流即为所述待检测电流;所述第四开关的输入端接入第三参考电压;所述第四开关的输出端连接至所述触发器的控制端;
所述触发器的输入端接入第四参考电压;所述触发器的输出端连接至所述第一控制模块的控制端;
当所述待检测电流不小于所述第二阈值时,所述第四开关关断,所述触发器接收所述第四参考电压,所述第四参考电压为低电平,控制所述第一控制模块打开;
当所述待检测电流大于所述第二阈值时,所述第四开关打开,输出所述第三参考电压至所述触发器的控制端,所述触发器的输出端控制所述第一控制模块关断;之后若所述触发器的控制端再次输入低电平,所述触发器的输出端仍维持所述第一控制模块关断。
10.一种显示面板的驱动电路,包括电源端和负载端,所述电源端通过所述负载端连接至显示面板为所述显示面板供电;其特征在于,所述显示面板的驱动电路还包括如权利要求1-9任意一项所述的过流保护电路,所述过流保护电路连接在所述电源端和所述负载端之间。
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