CN115241839A - 过流保护电路、过流保护方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种过流保护电路、过流保护方法及显示装置，该过流保护电路用于为运算放大器提供过流保护，包括：比较模块，被配置为比较基准电压和运算放大器的输出级电流采样信号以判断运算放大器的输出级电流是否超过保护阈值；延时模块，被配置为判断运算放大器的输出级电流超过保护阈值的时间是否达到预设的时间阈值，并在运算放大器的输出级电流超过保护阈值的时间达到预设的时间阈值时输出过流保护信号，以关闭运算放大器。能够有效避免持续大电流流过驱动IC内部时导致的驱动IC损坏问题。

Description

过流保护电路、过流保护方法及显示装置
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种过流保护电路、过流保护方法及显示装置。
背景技术
随着现代科学技术的高速发展及研究水平的提升，新技术对电子电路等基础元器件提出了更高的要求，特别是信号采集、放大、传输等相关的信号放大器领域。为满足科学技术的研究以及实际应用的需求，具有较强驱动能力的精密单位增益运算放大器得到迅速发展。
在LCD驱动系统中，通常会在驱动IC中设置运算放大器来获得较强的驱动能力。但随着屏幕解析度的上升，驱动IC的使用颗数逐渐增高，对于驱动电流的规格也逐渐上升。如此一来，当产线作业上的拼装过程中出现输出误连上电源或者参考地时，将会产生大电流。有可能会损害驱动IC甚至是系统上的其他零组件。
因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种过流保护电路、过流保护方法及显示装置，通过对运算放大器的输出级的电流进行检测可以判断驱动IC内部的电流是否长时间超越稳态设计电流值，并在确认结果为是的情况下输出过流保护信号以关闭相应的电路区块，能够有效避免持续大电流流过驱动IC内部时导致的驱动IC损坏。
根据本发明第一方面，提供了一种过流保护电路，用于为运算放大器提供过流保护，该过流保护电路包括：
比较模块，被配置为比较基准电压和运算放大器的输出级电流采样信号以判断所述运算放大器的输出级电流是否超过保护阈值；
延时模块，被配置为判断所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间是否达到预设的时间阈值，并在所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间达到预设的时间阈值时输出过流保护信号，以关闭所述运算放大器。
可选地，所述运算放大器的输出级包括：串联于电源端和参考地之间的第一开关管和第二开关管；以及串联于电源端和所述第一开关管之间的第一采样电阻以及串联于所述第二开关管和参考地之间的第二采样电阻；
所述输出级电流采样信号包括第一采样信号和第二采样信号，且所述运算放大器分别根据所述第一采样电阻和所述第二采样电阻向所述过流保护电路提供所述第一采样信号和所述第二采样信号。
可选地，所述比较模块在所述第一采样信号小于对应的第一基准电压或所述第二采样信号大于对应的第二基准电压时，判定所述运算放大器的输出级电流超过保护阈值。
可选地，当所述运算放大器的输出级电流超过保护阈值时，所述比较模块输出高电平的指示信号；
所述延时模块利用该高电平的指示信号对电容充电，并在电容两端的电压达到预设的电压阈值时输出所述过流保护信号，以利用该高电平的指示信号对电容的充电时间判断所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间是否达到预设的时间阈值。
可选地，所述比较模块包括：
第一比较器，负相输入端接收所述第一采样信号，正相输入端接收所述第一基准电压信号；
第二比较器，正相输入端接收所述第二采样信号，负相输入端接收所述第二基准电压信号；
第一或门逻辑电路，第一输入端与所述第一比较器的输出端耦接，第二输入端与所述第二比较器的输出端耦接，输出端输出指示信号。
可选地，所述第一比较器和所述第二比较器的工作电压为第一电源电压，所述第一或门逻辑电路的工作电压为第二电源电压，且所述第一电源电压大于所述第二电源电压；
所述比较模块还包括：
第一电压转换单元，串联于所述第一比较器的输出端和所述第一或门逻辑电路的第一输入端之间，所述第一电压转换单元的工作电压为第二电源电压，用于在所述第一比较器输出对应所述第一电源电压的高电平信号时将对应所述第一电源电压的该高电平信号转换至所述第二电源电压；
第二电压转换单元，串联于所述第二比较器的输出端和所述第一或门逻辑电路的第二输入端之间，所述第二电压转换单元的工作电压为第二电源电压，用于在所述第二比较器输出对应所述第一电源电压的高电平信号时将对应所述第一电源电压的该高电平信号其转换至所述第二电源电压。
可选地，所述比较模块包括：
第一比较器，正相输入端接收所述第一采样信号，负相输入端接收所述第一基准电压信号；
第二比较器，负相输入端接收所述第二采样信号，正相输入端接收所述第二基准电压信号；
第一反相器，输入端与所述第一比较器的输出端耦接；
第二反相器，输入端与所述第二比较器的输出端耦接；
第一或门逻辑电路，第一输入端与所述第一反相器的输出端耦接，第二输入端与所述第二反相器的输出端耦接，输出端输出指示信号，
其中，所述第一比较器和所述第二比较器的工作电压为第一电源电压，所述第一反相器、所述第二反相器和所述第一或门逻辑电路的工作电压为第二电源电压，且所述第一电源电压大于所述第二电源电压。
可选地，所述延时模块包括：
低通滤波器，与所述比较模块耦接以接收所述指示信号，所述低通滤波器用于对高电平的指示信号进行延时输出；
迟滞比较器，输入端与所述低通滤波器的输出端耦接，所述迟滞比较器用于在所述低通滤波器的输出信号达到预设的电压阈值时输出所述过流保护信号。
可选地，所述延时模块还被配置为在检测到所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间达到预设的时间阈值后将所述运算放大器触发的过流保护状态进行锁存。
可选地，所述延时模块还包括：
第二或门逻辑电路，第一输入端与所述比较模块的输出端耦接，所述第二或门逻辑电路的第二输入端与所述迟滞比较器的输出端耦接，所述第二或门逻辑电路的输出端与所述低通滤波器的输入端耦接。
可选地，所述延时模块还包括：
第三电压转换单元，输入端与所述迟滞比较器的输出端连接，所述第三电压转换单元用于将所述迟滞比较器输出的所述过流保护信号的电压值升高至所述第一电源电压。
可选地，所述过流保护电路还包括：
状态控制模块，分别接收第一复位信号、第二复位信号和过流保护模式信号，用于在所述第一复位信号有效、和/或所述第二复位信号有效、和/或所述过流保护模式信号无效时控制所述过流保护电路处于不工作状态，其中，所述第一复位信号用于指示当前是否处于第一电源电压的上电阶段，所述第二复位信号用于指示当前是否处于第二电源电压的上电阶段，所述过流保护模式信号用于指示过流保护功能是否开启。
根据本发明第二方面，提供了一种显示装置，包括：
显示面板；
驱动芯片，用于为所述显示面板提供驱动信号，
其中，所述驱动芯片中设置有至少一个运算放大器以及至少一个过流保护电路，每个过流保护电路均用于为对应的运算放大器提供过流保护。
根据本发明第三方面，提供了一种过流保护方法，用于为运算放大器提供过流保护，该方法包括：
对运算放大器的输出级电流进行采样，并输出输出级电流采样信号；
根据基准电压和所述输出级电流采样信号判断所述运算放大器的输出级电流是否超过保护阈值；
判断所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间是否达到预设的时间阈值，并在所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间达到预设的时间阈值时输出过流保护信号，以关闭所述运算放大器。
采用本发明的技术方案，能够有效避免持续大电流流过驱动IC内部时导致的驱动IC损坏问题。
应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
图1示出根据本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；
图2示出根据本发明第一实施例提供的过流保护电路的结构示意图；
图3示出根据本发明第二实施例提供的过流保护电路的结构示意图；
图4示出运算放大器的输出端与参考地短接时系统中各信号的波形示意图；
图5示出运算放大器的输出端与电源短接时系统中各信号的波形示意图；
图6示出根据本发明实施例提供的过流保护方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
图1示出根据本发明实施例提供的显示装置的结构示意图，图2示出根据本发明第一实施例提供的过流保护电路的结构示意图，图3示出根据本发明第二实施例提供的过流保护电路的结构示意图。
如图1所示，本发明公开的显示装置包括显示面板100以及为显示面板100提供驱动信号的驱动芯片200。
本发明中显示面板100可以是任意形式的显示面板，本文中仅是以LCD显示面板进行的示例性说明。
驱动芯片200中可以包括一个或一个以上的驱动单元，每个驱动单元可用于实现一个或多个特定功能。驱动芯片200中的至少部分驱动单元中设置有至少一个运算放大器210以及至少一个过流保护电路220。
本发明示例中，运算放大器210被连接成电压跟随器结构来根据输入电压Vi生成输出电压Vo，以提升驱动芯片200的驱动能力。每个过流保护电路220均用于为对应的运算放大器210提供过流保护。
运算放大器210包括基准偏置电路、输入级电路、中间级电路和输出级电路。本发明实施例中，过流保护电路220主要通过运算放大器210提供的输出级电路的电流采样信号(本文中也称输出级电流采样信号，包括第一采样信号GOP_SP和第二采样信号GOP_SN)检测运算放大器210的输出级电路的电流(本文中简称为输出级电流)是否过流，以及是否需要向运算放大器210提供过流保护信号OCP_ENH。
在本发明一个示例中，过流保护电路220的输出信号通过一或非门逻辑电路230后传输至运算放大器210的使能端EN。具体地，该或非门逻辑电路230的第一输入端与过流保护电路220的输出端耦接，该或非门逻辑电路230的第二输入端接收第一复位信号HV_RST，该或非门逻辑电路230的输出端与运算放大器210的使能端EN耦接。
参考图2和图3，运算放大器210的输出级电路包括串联于第一电源端和参考地之间的第一开关管Q1和第二开关管Q2，运算放大器210从第一开关管Q1和第二开关管Q2的中间连接节点处输出输出电压Vo，其中，当第一开关管Q1和第二开关管Q2工作于线性区时，可使得输出电压Vo等于输入电压Vi。运算放大器210的输出级电路还包括串联于第一电源端和第一开关管Q1之间的第一采样电阻R1以及串联于第二开关管Q2和参考地之间的第二采样电阻R2。运算放大器210分别根据第一采样电阻R1和第二采样电阻R2向过流保护电路220提供第一采样信号GOP_SP和第二采样信号GOP_SN。
过流保护电路220包括比较模块221和延时模块222。比较模块221被配置为比较基准电压(包括第一基准电压Vref1和第二基准电压Vref2)和运算放大器210的输出级电流采样信号以判断运算放大器210的输出级电流是否超过保护阈值，即是否发生过流。延时模块222被配置为判断运算放大器210的输出级电流超过保护阈值的时间是否达到预设的时间阈值，并在运算放大器210的输出级电流超过保护阈值的时间达到预设的时间阈值时输出过流保护信号OCP_ENH，以关闭运算放大器210。
具体地，比较模块221在第一采样信号GOP_SP小于对应的第一基准电压Vref1或第二采样信号GOP_SN大于对应的第二基准电压Vref2时，均可判定运算放大器210的输出级电流超过保护阈值。在本发明一个示例中，通过设置合适的第一基准电压Vref1和第二基准电压Vref2，可使得在正常情况下，第一采样信号GOP_SP大于第一基准电压Vref1且第二采样信号GOP_SN小于第二基准电压Vref2。而当发生运算放大器210的输出端与参考地短接导致运算放大器210的输出级电流过流时，第一采样信号GOP_SP小于对应的第一基准电压Vref1；当发生运算放大器210的输出端与电源端短接导致运算放大器210的输出级电流过流时，第二采样信号GOP_SN大于对应的第二基准电压Vref2。如此，通过比较运算放大器210的输出级电流采样信号和对应的基准电压即可准确的判定运算放大器210的输出级电流是否超过保护阈值。
当运算放大器210的输出级电流超过保护阈值时比较模块221输出高电平的指示信号RSB。
延时模块222利用该高电平的指示信号RSB对一电容充电，并在电容两端的电压达到预设的电压阈值时输出过流保护信号OCP_ENH(高电平的指示信号RSB经过一定的时间后才能将电容两端的电压充电至预设的电压阈值)，以利用该高电平的指示信号RSB对电容的充电时间判断运算放大器210的输出级电流超过保护阈值的时间是否达到预设的时间阈值。
本发明中，可设置过流保护电路220中的模拟器件或电路的工作电压为第一电源电压VDDA，而设置过流保护电路220中的数字器件或电路的工作电压为第二电源电压VDDD。通过设置两个电源供电路径，可使得该过流保护电路220能够广泛的应用在不同高低压工艺的产品之中，且即使在高压工艺中也不会对过流保护电路220中的数字器件或电路造成影响。其中，对于不同的高低压工艺，只需改变第一电源电压VDDA的电压值即可，电路实现方式简洁。
在本发明的一个示例中，如图2所示，比较模块221包括：第一比较器2211、第二比较器2212以及第一或门逻辑电路2215。本示例中，第一比较器2211的负相输入端接收第一采样信号GOP_SP，第一比较器2211的正相输入端接收第一基准电压信号Vref1。第二比较器2212的正相输入端接收第二采样信号GOP_SN，第二比较器2212的负相输入端接收第二基准电压信号Vref2。第一或门逻辑电路2215的第一输入端与第一比较器2211的输出端耦接以接收第一比较信号RSB_P，第一或门逻辑电路2215的第二输入端与第二比较器2212的输出端耦接以接收第二比较信号RSB_N，第一或门逻辑电路2215的输出端即为比较模块221的输出端，用于输出指示信号RSB。其中，第一比较器2211和第二比较器2212的工作电压均为第一电源电压VDDA，第一或门逻辑电路2215的工作电压为第二电源电压VDDD。
在本示例的基础上，以第一电源电压VDDA大于第二电源电压VDDD为例，优选地，比较模块221还包括工作电压为第二电源电压VDDD的第一电压转换单元2213和第二电压转换单元2214。其中，第一电压转换单元2213串联于第一比较器2211的输出端和第一或门逻辑电路2215的第一输入端之间，用于在第一比较器2211输出对应第一电源电压VDDA的高电平信号时将对应第一电源电压VDDA的该高电平信号转换至第二电源电压VDDD。第二电压转换单元2214串联于第二比较器2212的输出端和第一或门逻辑电路2215的第二输入端之间，用于在第二比较器2212输出对应第一电源电压VDDA的高电平信号时将对应第一电源电压VDDA的该高电平信号其转换至第二电源电压VDDD。通过第一电压转换单元2213和第二电压转换单元2214，可实现高压信号向低压信号的转化，便于信号由高压器件向低压器件传输。
进一步地，本示例中还可在比较模块221中设置相应的路径选择开关，当第一电源电压VDDA等于第二电源电压VDDD时，通过该路径选择开关短接掉第一电压转换单元2213和第二电压转换单元2214，以便于降低功耗。
需要说明的是，本文中所描述的高压信号的电压值对应第一电源电压VDDA，低压信号的电压值对应第二电源电压VDDD。且本文中对应第二电源电压VDDD的低压信号仅是相对于对应第一电源电压VDDA的高压信号的一种描述方式，实际上，对应第二电源电压VDDD的低压信号仍是逻辑高电平信号。
可选地，第一电压转换单元2213和第二电压转换单元2214的上述功能均可由两个工作电压均为第二电源电压VDDD的串联连接的反相器实现。或者，第一电压转换单元2213和第二电压转换单元2214均为一种降压电路。
在本发明的另一个示例中，如图3所示，比较模块221包括：第一比较器2211、第二比较器2212、第一反相器2216、第二反相器2217以及第一或门逻辑电路2215。本示例中，第一比较器2211的正相输入端接收第一采样信号GOP_SP，第一比较器2211的负相输入端接收第一基准电压信号Vref1。第二比较器2212的负相输入端接收第二采样信号GOP_SN，第二比较器2212的正相输入端接收第二基准电压信号Vref2。第一反相器2216的输入端与第一比较器2211的输出端耦接。第二反相器2217输入端与第二比较器2212的输出端耦接。第一或门逻辑电路2215的第一输入端与第一反相器2216的输出端耦接，第一或门逻辑电路2215的第二输入端与第二反相器2217的输出端耦接，第一或门逻辑电路2215的输出端即为比较模块221的输出端，用于输出指示信号RSB。其中，第一比较器2211和第二比较器2212的工作电压均为第一电源电压VDDA，第一反相器2216、第二反相器2217和第一或门逻辑电路2215的工作电压均为第二电源电压VDDD。
以第一电源电压VDDA大于第二电源电压VDDD为例，本示例中基于第一比较器2211、第二比较器2212、第一反相器2216和第二反相器2217的连接结构，当第一采样信号GOP_SP小于第一基准电压信号Vref1时，第一反相器2216可直接输出对应第二电源电压VDDD的逻辑高电平信号，或者当第二采样信号GOP_SN大于第二基准电压信号Vref2时，第二反相器2217可直接输出对应第二电源电压VDDD的逻辑高电平信号，相较于前述示例，所需器件数量更少。
本发明中，延时模块222包括低通滤波器、迟滞比较器2221和第三电压转换单元2223。其中，低通滤波器与比较模块221耦接以接收指示信号RSB，低通滤波器用于对高电平的指示信号RSB进行延时输出。迟滞比较器2221的输入端与低通滤波器的输出端耦接，迟滞比较器2221用于在低通滤波器的输出信号的电压值达到预设的电压阈值时输出过流保护信号OCP_ENH。第三电压转换单元2223的输入端与迟滞比较器2221的输出端连接，第三电压转换单元2223用于将迟滞比较器2221输出的过流保护信号OCP_ENH的电压值升高至第一电源电压VDDA并输出，以确保过流保护电路220输出的过流保护信号OCP_ENH的电压值能够实现对运算放大器210的关闭控制。
低通滤波器包括电阻R3和电容C1。电阻R3的第一端对应为该低通滤波器的输入端，电阻R3的第二端对应为该低通滤波器的输出端，电容C1连接于电阻R3的第二端与参考地之间。本领域技术人员熟知，当低通滤波器的输入电压、电阻R3的电阻值以及电容C1的电容值确定后，电容C1两端的电压即低通滤波器的输出电压随电容C1的充电时间唯一确定，因此，当电容C1两端的电压达到预设的电压阈值时即可表示对电容C1的充电时长达到了预设的延时时长。且可以理解，通过合理改变预设的电压阈值和/或改变电阻R3的电阻值和/或改变电容C1的电容值，可以实现对延时模块222的延时时长即时间阈值的调整。此外，本发明附图中仅示出以场效应晶体管实现电容C1功能的示例以减小电路体积，其中，该场效应晶体管的栅极与电阻R3的第二端连接，该场效应晶体管的源极和漏极短接后参考地连接。但在本发明其他示例中，还可直接采用电容器件与电阻R3来组成低通滤波器，以便于不同容值的电容的替换。
在一个优选示例中，延时模块还包括第二或门逻辑电路2222。该第二或门逻辑电路2222的第一输入端与第一或门逻辑电路2215的输出端耦接，第二或门逻辑电路2222的第二输入端与迟滞比较器2221的输出端耦接，第二或门逻辑电路2222的输出端与低通滤波器的输入端耦接。通过该第二或门逻辑电路2222，在运算放大器221的输出级电流超过保护阈值的时间达到预设的时间阈值后，可直接将运算放大器221触发的过流保护状态进行锁存，从而无需对运算放大器221的输出级电流进行持续检测。相应地，在过流保护状态锁存后，可控制比较模块221处于不工作状态，以降低功耗。本示例中，当运算放大器221触发过流保护并进行状态锁存，直至故障排除且系统重新启动后才能恢复正常工作状态，有利于实现更高质量的过流保护。
可选地，第三电压转换单元2223例如可由工作电压为第二电源电压VDDD的两个串联的反相器以及工作电压为第一电源电压VDDA的升压电路构成。或者也可直接由工作电压为第一电源电压VDDA的升压电路构成。
继续参考图2和图3，在一个优选示例中，过流保护电路220还包括状态控制模块223。该状态控制模块223分别接收第一复位信号HV_RST、第二复位信号LV_RST和过流保护模式信号COP_MODE，用于在第一复位信号有效HV_RST、和/或第二复位信号有效LV_RST、和/或过流保护模式信号COP_MODE无效时控制过流保护电路220处于不工作状态。其中，第一复位信号HV_RST用于指示当前是否处于第一电源电压VDDA的上电阶段，第二复位信号LV_RST用于指示当前是否处于第二电源电压VDDD的上电阶段，过流保护模式信号COP_MODE用于指示过流保护功能是否开启。基于该状态控制模块223，可以有效识别运算放大器210的电路状态，避免过流保护状态的误触发，能够确保系统的高质量运行。
例如，当第一复位信号HV_RST有效时，可指示系统当前处于第一电源电压VDDA的上电阶段，此时不需要对驱动IC或运算放大器进行过流保护；当第一复位信号HV_RST无效时可指示系统的第一电源电压VDDA已上电完成，此时可进一步根据系统的其它指示信号判断是否需要对驱动IC或运算放大器进行过流保护。
例如，当第二复位信号LV_RST有效时，可指示系统当前处于第二电源电压VDDD的上电阶段，此时不需要对驱动IC或运算放大器进行过流保护；当第二复位信号LV_RST无效时可指示系统的第二电源电压VDDD已上电完成，此时可进一步根据系统的其它指示信号判断是否需要对驱动IC或运算放大器进行过流保护。
例如，当过流保护模式信号COP_MODE有效时，可指示对驱动IC或运算放大器的过流保护功能处于开启状态，此时可进一步根据系统的其它指示信号判断是否需要对驱动IC或运算放大器进行过流保护；而当过流保护模式信号COP_MODE无效时，可指示对驱动IC或运算放大器的过流保护功能处于关闭状态，此时不需要对驱动IC或运算放大器进行过流保护。
示例性地，该状态控制模块223包括或非门逻辑电路2231和第三开关管Q3。其中，或非门逻辑电路2231的第一输入端接收第一复位信号HV_RST，或非门逻辑电路2231的第二输入端接收过流保护模式信号COP_MODE的反相信号，或非门逻辑电路2231的输出端与比较模块221耦接。第三开关管Q3的第一电流输入端与低通滤波器的输入端连接，第三开关管Q3的第二电流端与参考地连接，第三开关管Q3的控制端接收第二复位信号LV_RST。其中，第三开关管Q3例如为NMOS晶体管。
下面，结合图4和图5对本发明所公开的过流保护电路220的工作过程进行大致描述。其中，图4示出运算放大器的输出端与参考地短接时系统中各信号的波形示意图，图5示出运算放大器的输出端与电源短接时系统中各信号的波形示意图。其中，图示实线表示系统中各信号在正常工作状态下的波形图，图示虚线表示系统中各信号在异常状态下(如发生运算放大器的输出端短接时)的波形图。
如图4所示，在正常状态下，运算放大器210的输出电压Vo跟随输入电压Vi变化。但若在t1时刻，运算放大器210的输出端与参考地发生短接，则运算放大器210的输出电压Vo会下降至参考地电位(如0V)，且此时流过运算放大器210的输出级电路中的第一开关管Q1的电流Iocp会迅速增大至超过过流阈值(例如100mA)，相应的，此时基于第一采样电阻R1而采样到的第一采样信号GOP_SP会降低至小于第一基准电压Vref1，进而第一或门逻辑电路2215的第一输入端所接收的第一比较信号RSB_P变为高电平，使得该第一或门逻辑电路2215输出的指示信号RSB也变为高电平。且此时该高电平的指示信号RSB开始对低通滤波器中的电容C1充电。若经过预设的时间阈值T后，电容C1两端的电压OCP_ENi于t2时刻达到预设的电压阈值(例如为0.7VDDD)，则迟滞比较器2221将在t2时刻输出对应第二电源电压VDDD的高电平信号，并经过第三电压转换单元2223进行转换后，生成对应第一电源电压VDDA的过流保护信号OCP_ENH以关闭运算放大器210。同时，迟滞比较器2221输出的高电平信号还会反馈至第二或门逻辑电路2222的输入端，使得过流保护电路220在系统重启之前将持续输出过流保护信号OCP_ENH，对运算放大器210的过流保护状态进行锁存。
基于相似原理，如图5所示，在正常状态下，运算放大器210的输出电压Vo跟随输入电压Vi变化。但若在t3时刻，运算放大器210的输出端与电源发生短接，则运算放大器210的输出电压Vo会升高至第一电源电压VDDA的电位(如18V)，且此时流过运算放大器210的输出级电路中的第二开关管Q2的电流Iocn会迅速增大至超过过流阈值(例如100mA)，相应的，此时基于第二采样电阻R2而采样到的第二采样信号GOP_SN会增大至大于第二基准电压Vref2，进而第一或门逻辑电路2215的第二输入端所接收的第二比较信号RSB_N变为高电平，使得该第一或门逻辑电路2215输出的指示信号RSB也变为高电平。且此时该高电平的指示信号RSB开始对低通滤波器中的电容C1充电。若经过预设的时间阈值T后，电容C1两端的电压OCP_ENi于t4时刻达到预设的电压阈值(例如为0.7VDDD)，则迟滞比较器2221将在t4时刻输出对应第二电源电压VDDD的高电平信号，并经过第三电压转换单元2223进行转换后，生成对应第一电源电压VDDA的过流保护信号OCP_ENH以关闭运算放大器210。同时，迟滞比较器2221输出的高电平信号还会反馈至第二或门逻辑电路2222的输入端，使得过流保护电路220在系统重启之前将持续输出过流保护信号OCP_ENH，对运算放大器210的过流保护状态进行锁存。
本发明通过对运算放大器的输出级的电流进行检测可以判断驱动IC内部的电流是否长时间超越稳态设计电流值，并在确认结果为是的情况下进行过流保护状态锁存并持续输出过流保护信号以关闭相应的电路区块，能够有效避免持续大电流流过驱动IC内部时导致的驱动IC损坏。
进一步地，本发明还公开一种过流保护方法，该方法可应用于前文所描述的过流保护电路220，以为驱动芯片200中的运算放大器210提供过流保护功能。如图6所示，本发明实施例中，该过流保护方法包括执行如下步骤：
在步骤S1中，对运算放大器的输出级电流进行采样，并输出输出级电流采样信号。
在步骤S2中，根据基准电压和输出级电流采样信号判断运算放大器的输出级电流是否超过保护阈值。
在步骤S3中，判断运算放大器的输出级电流超过保护阈值的时间是否达到预设的时间阈值，并在运算放大器的输出级电流超过保护阈值的时间达到预设的时间阈值时输出过流保护信号，以关闭运算放大器。
具体实施时，该过流保护方法中的步骤的具体实施可参见前述的过流保护电路实施例，在此不再赘述。
需要说明的是，本发明所公开的过流保护电路及方法除可应用于上述运算放大器中外，通过对该过流保护电路的结构进行简单的更改后还可用于为其他的器件或电路模块提供过流保护功能。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种过流保护电路，用于为运算放大器提供过流保护，其特征在于，该包括：
比较模块，被配置为比较基准电压和运算放大器的输出级电流采样信号以判断所述运算放大器的输出级电流是否超过保护阈值；
延时模块，被配置为判断所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间是否达到预设的时间阈值，并在所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间达到预设的时间阈值时输出过流保护信号，以关闭所述运算放大器。
2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述运算放大器的输出级包括：串联于电源端和参考地之间的第一开关管和第二开关管；以及串联于电源端和所述第一开关管之间的第一采样电阻以及串联于所述第二开关管和参考地之间的第二采样电阻；
所述输出级电流采样信号包括第一采样信号和第二采样信号，且所述运算放大器分别根据所述第一采样电阻和所述第二采样电阻向所述过流保护电路提供所述第一采样信号和所述第二采样信号。
3.根据权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述比较模块在所述第一采样信号小于对应的第一基准电压或所述第二采样信号大于对应的第二基准电压时，判定所述运算放大器的输出级电流超过保护阈值。
4.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，当所述运算放大器的输出级电流超过保护阈值时，所述比较模块输出高电平的指示信号；
所述延时模块利用该高电平的指示信号对电容充电，并在电容两端的电压达到预设的电压阈值时输出所述过流保护信号，以利用该高电平的指示信号对电容的充电时间判断所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间是否达到预设的时间阈值。
5.根据权利要求3所述的过流保护电路，其特征在于，所述比较模块包括：
第一比较器，负相输入端接收所述第一采样信号，正相输入端接收所述第一基准电压信号；
第二比较器，正相输入端接收所述第二采样信号，负相输入端接收所述第二基准电压信号；
第一或门逻辑电路，第一输入端与所述第一比较器的输出端耦接，第二输入端与所述第二比较器的输出端耦接，输出端输出指示信号。
6.根据权利要求5所述的过流保护电路，其特征在于，所述第一比较器和所述第二比较器的工作电压为第一电源电压，所述第一或门逻辑电路的工作电压为第二电源电压，且所述第一电源电压大于所述第二电源电压；
所述比较模块还包括：
第一电压转换单元，串联于所述第一比较器的输出端和所述第一或门逻辑电路的第一输入端之间，所述第一电压转换单元的工作电压为第二电源电压，用于在所述第一比较器输出对应所述第一电源电压的高电平信号时将对应所述第一电源电压的该高电平信号转换至所述第二电源电压；
第二电压转换单元，串联于所述第二比较器的输出端和所述第一或门逻辑电路的第二输入端之间，所述第二电压转换单元的工作电压为第二电源电压，用于在所述第二比较器输出对应所述第一电源电压的高电平信号时将对应所述第一电源电压的该高电平信号其转换至所述第二电源电压。
7.根据权利要求3所述的过流保护电路，其特征在于，所述比较模块包括：
第一比较器，正相输入端接收所述第一采样信号，负相输入端接收所述第一基准电压信号；
第二比较器，负相输入端接收所述第二采样信号，正相输入端接收所述第二基准电压信号；
第一反相器，输入端与所述第一比较器的输出端耦接；
第二反相器，输入端与所述第二比较器的输出端耦接；
第一或门逻辑电路，第一输入端与所述第一反相器的输出端耦接，第二输入端与所述第二反相器的输出端耦接，输出端输出指示信号，
其中，所述第一比较器和所述第二比较器的工作电压为第一电源电压，所述第一反相器、所述第二反相器和所述第一或门逻辑电路的工作电压为第二电源电压，且所述第一电源电压大于所述第二电源电压。
8.根据权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，所述延时模块包括：
低通滤波器，与所述比较模块耦接以接收所述指示信号，所述低通滤波器用于对高电平的指示信号进行延时输出；
迟滞比较器，输入端与所述低通滤波器的输出端耦接，所述迟滞比较器用于在所述低通滤波器的输出信号达到预设的电压阈值时输出所述过流保护信号。
9.根据权利要求8所述的过流保护电路，其特征在于，所述延时模块还被配置为在检测到所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间达到预设的时间阈值后将所述运算放大器触发的过流保护状态进行锁存。
10.根据权利要求9所述的过流保护电路，其特征在于，所述延时模块还包括：
第二或门逻辑电路，第一输入端与所述比较模块的输出端耦接，所述第二或门逻辑电路的第二输入端与所述迟滞比较器的输出端耦接，所述第二或门逻辑电路的输出端与所述低通滤波器的输入端耦接。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的过流保护电路，其特征在于，所述延时模块还包括：
第三电压转换单元，输入端与所述迟滞比较器的输出端连接，所述第三电压转换单元用于将所述迟滞比较器输出的所述过流保护信号的电压值升高至所述第一电源电压。
12.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路还包括：
状态控制模块，分别接收第一复位信号、第二复位信号和过流保护模式信号，用于在所述第一复位信号有效、和/或所述第二复位信号有效、和/或所述过流保护模式信号无效时控制所述过流保护电路处于不工作状态，其中，所述第一复位信号用于指示当前是否处于第一电源电压的上电阶段，所述第二复位信号用于指示当前是否处于第二电源电压的上电阶段，所述过流保护模式信号用于指示过流保护功能是否开启。
13.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示面板；
驱动芯片，用于为所述显示面板提供驱动信号，
其中，所述驱动芯片中设置有至少一个运算放大器以及至少一个如权利要求1-12中任一项所述的过流保护电路，每个过流保护电路均用于为对应的运算放大器提供过流保护。
14.一种过流保护方法，用于为运算放大器提供过流保护，其特征在于，该方法包括：
对运算放大器的输出级电流进行采样，并输出输出级电流采样信号；
根据基准电压和所述输出级电流采样信号判断所述运算放大器的输出级电流是否超过保护阈值；
判断所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间是否达到预设的时间阈值，并在所述运算放大器的输出级电流超过所述保护阈值的时间达到预设的时间阈值时输出过流保护信号，以关闭所述运算放大器。
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