CN117524068A - 防护电路、显示模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种防护电路、显示模组及电子设备。该防护电路包括参比电路和泄放电路。参比电路的第一端与信号传输电路连接，参比电路的第二端接地，参比电路的第三端与泄放电路的第一端连接，参比电路配置为向泄放电路输出参比电压。泄放电路的第二端与信号传输电路连接，泄放电路的第三端接地；泄放电路配置为：在信号传输电路的电压和参比电压之间的电压差值大于等于第一阈值的情况下，将泄放电路的第二端和第三端之间切换至导通状态，以将信号传输电路接地。该防护电路能够防止过电应力对信号输出端连接的电气元件造成冲击，能够提高系统安全性。

Description

防护电路、显示模组及电子设备

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种防护电路、显示模组及电子设备。

背景技术

显示器通常通过显示接口(CNT)从外部接收例如低电压差分信号(LVDS)等显示信号，并通过显示接口将显示信号传输至时序控制器(TCON)。若在开机过程中，产生一个较大的大电压，则很容易造成TCON损坏。目前，常用的措施是在CNT与TCON之间连接一个瞬时电压抑制二极管(TVS)，用以防止瞬时电压导致TCON损坏。但是，在一些情况下CNT会产生一个维持时间较长、高于TCON的额定电压且低于TVS的击穿电压的电压波动，这类电压波动不会触发TVS导通，导致TVS防护机制失效。可是，由于这类电压波动维持时间较长，容易造成TCON的使用寿命缩短或损坏。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提出了一种防护电路、显示模组及电子设备，使所述供电电路能够防止过电应力。

本申请第一方面提供了一种防护电路，应用于信号传输电路，所述防护电路包括参比电路和泄放电路；

所述参比电路的第一端与所述信号传输电路连接，所述参比电路的第二端接地，所述参比电路的第三端与所述泄放电路的第一端连接，所述参比电路配置为向所述泄放电路输出参比电压；

所述泄放电路的第二端与所述信号传输电路连接，所述泄放电路的第三端接地；所述泄放电路配置为：在所述信号传输电路的电压和所述参比电压之间的电压差值大于等于第一阈值的情况下，将所述泄放电路的第二端和第三端之间切换至导通状态，以将所述信号传输电路接地。

在一些实施例中，所述参比电路具体配置为：

在所述信号传输电路的电压大于等于第二阈值的情况下，将所述参比电路的第一端和第二端之间切换至导通状态，向所述泄放电路输出参比电压。

在一些实施例中，所述参比电路包括第一电阻和稳压二极管，所述稳压二极管的正极通过所述第一电阻与所述信号传输电路连接，所述稳压二极管的负极接地；所述泄放电路的第一端连接在所述第一电阻和所述稳压二极管之间；

所述稳压二极管配置为：在所述信号传输电路的电压大于等于所述第二阈值的情况下，将所述稳压二极管自身切换至导通状态，以向所述泄放电路输出参比电压。

在一些实施例中，所述泄放电路包括第一PMOS管和第二PMOS管，所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极均与所述参比电路连接，所述第一PMOS管的漏极与所述信号传输电路连接，所述第一PMOS管的源极与所述第二PMOS管的源极连接，所述第二PMOS管的漏极接地；其中，所述第一PMOS管的导通电压和所述第二PMOS管的导通电压相同。

在一些实施例中，所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极通过第二电阻与所述参比电路连接。

在一些实施例中，所述第二电阻为零欧姆电阻。

在一些实施例中，所述防护电路还包括：

瞬时电压抑制二极管，一端与所述信号传输电路连接，所述瞬时电压抑制二极管的另一端接地；所述瞬时电压抑制二极管配置为：在所述信号传输电路的电压大于等于第三阈值的情况下导通，所述第三阈值大于等于所述第一阈值。

本申请第二方面提供了一种显示模组，包括显示接口、时序控制器、显示屏组件和如上所述的防护电路，所述显示接口通过信号传输电路与所述时序控制器连接，所述时序控制器与所述显示屏组件连接。

在一些实施例中，所述显示接口和所述时序控制器之间通过多个并联连接的信号传输电路连接，各个所述信号传输电路分别连接有所述防护电路。

本申请第三方面提供了一种电子设备，包括如上所述的显示模组。

本申请实施例的防护电路，通过参比电路向泄放电路提供参比电压，在所述信号传输电路的电压和参比电压之间的差值大于等于第一阈值的情况下，泄放电路的第二端和第三之间切换至导通状态，信号传输电路接地，将信号传输电路的电能泄放到地，防止过电应力对信号输出端连接的电气元件造成冲击，能够提高系统安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，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。

图1为本申请实施例的防护电路的电路方框图。

图2为本申请实施例的防护电路的电路原理图。

图3至图6分别为信号传输电路具有不同电压时防护电路的导通状态示意图。

图7为本申请实施例的显示模组的部分电路原理图。

具体实施方式

为了使得本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本申请实施例的以下说明清楚且简明，本申请省略了已知功能和已知部件的详细说明。

本申请实施例提供了一种防护电路，应用于信号传输电路10。所述信号传输电路10可用于传输模拟信号，也可用于传输数字信号，此处并不对所述信号传输电路10传输的信号类型进行限定。图1为本申请实施例的防护电路20的电路方框图，参见图1所示，本申请实施例的防护电路20可包括参比电路21和泄放电路22。

所述参比电路21的第一端与所述信号传输电路10连接，所述参比电路21的第二端接地，所述参比电路21的第三端与所述泄放电路22的第一端连接，所述参比电路21配置为向所述泄放电路22输出参比电压。

所述泄放电路22的第二端与所述信号传输电路10连接，所述泄放电路22的第三端接地。所述泄放电路22配置为：在所述信号传输电路10的电压和所述参比电压之间的电压差值大于等于第一阈值的情况下，将所述泄放电路22的第二端和第三端之间切换至导通状态，以将所述信号传输电路10接地。

具体来说，所述信号传输电路10可具有信号输入端11和信号输出端12，所述参比电路21的第一端和所述泄放电路22的第二端可连接在所述信号输入端11和所述信号输出端12之间。

可选的，所述参比电路21可配置向所述泄放电路22输出小于所述信号传输电路10的电压的参比电压。

示例性的，与所述信号输出端12连接的电气元件的要求可为不能长时间工作于3.3V以上的电压。所述参比电路21可配置为向所述信号传输电路10输出2.0V的参比电压，所述第一阈值可为1.2V。如此，当信号传输电路10的电压大于等于3.2V时，信号传输电路10的电压和参比电压之间的电压差值大于等于1.2V，所述泄放电路22的第二端和第三端之间切换至导通状态，将所述信号传输电路10的电能泄放到地，避免对信号输出端12一侧的电气元件造成冲击。

本申请实施例的防护电路20，通过参比电路21向泄放电路22提供参比电压，在所述信号传输电路10的电压和参比电压之间的差值大于等于第一阈值的情况下，泄放电路22的第二端和第三之间切换至导通状态，信号传输电路10接地，将信号传输电路10的电能泄放到地，防止过电应力对信号输出端12连接的电气元件造成冲击，能够提高系统安全性。

在一些实施例中，所述参比电路21具体配置为：在所述信号传输电路10的电压大于等于第二阈值的情况下，将所述参比电路21的第一端和第二端之间切换至导通状态，向所述泄放电路22输出参比电压。示例性的，所述参比电路21可配置为在所述信号传输电路10的电压大于等于2.7V时，将所述参比电路21自身的第一端和第二端之间切换至导通状态，向所述泄放电路22输出2V的参比电压。当所述信号传输电路10的电路小于2.7V时，参比电路21不导通。如此，有利于降低系统能耗。

配合图2所示，在一些实施例中，所述参比电路21包括第一电阻R1和稳压二极管DZ。所述稳压二极管DZ的正极通过所述第一电阻R1与所述信号传输电路10连接，所述稳压二极管DZ的负极接地。所述泄放电路22的第一端连接在所述第一电阻R1和所述稳压二极管DZ之间。所述稳压二极管DZ配置为：在所述信号传输电路10的电压大于等于所述第二阈值的情况下，将所述稳压二极管DZ自身切换至导通状态，以向所述泄放电路22输出参比电压。通过稳压二极管DZ和第一电阻R1配合能够向泄放电路22提供精准的参比电压，且电路结构简单，易于实现。

示例性的，所述第一电阻R1可配置为能够产生0.7V压降，所述稳压二极管DZ的钳位电压可为2V。如此，当所述信号传输电路10的电压达到2.7V时，所述稳压二极管DZ的正极电压为2V，稳压二极管DZ导通并将正极电压稳定在2V，从而向泄放电路22提供2V的参比电压。

还需说明的是，所述参比电路21不仅限于通过所述第一电阻R1和所述稳压二极管DZ形成，所述参比电路21也可通过例如串联连接在信号传输电路10和地之间的两个以上电阻形成。

继续配合图2所示，在一些实施例中，所述泄放电路22包括第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2。所述第一PMOS管Q1的栅极和所述第二PMOS管Q2的栅极均与所述参比电路21连接，所述第一PMOS管Q1的漏极与所述信号传输电路10连接，所述第一PMOS管Q1的源极与所述第二PMOS管Q2的源极连接，所述第二PMOS管Q2的漏极接地。这样，第一PMOS管Q1的栅极电压和第二PMOS管Q2的栅极电压相同，第一PMOS管Q1的源极和漏极导通之后，第一PMOS管Q1的源极电压与第二PMOS管Q2的源极电压相同。由于PMOS管的特性是在源极电压和栅极电压之间的电压差值大于等于导通电压时源极和漏极导通。所以，只要第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2具有相同的导通电压，则当信号传输电路10的电压升高导致第一PMOS管Q1的源极电压和栅极电压之间的电压差值大于等于导通电压时，第一PMOS管Q1的源极和漏极导通，所述第二PMOS管Q2的源极电压与第一PMOS管Q1的源极电压相同。第二PMOS管Q2的源极电压和栅极电压之间的电压差值也恰好大于等于导通电压，第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2能够近乎同步导通，响应速度较快，从而实现瞬间将信号传输电路10的电能泄放到地的目的，避免对信号接收端一侧的电气元件造成冲击。

示例性的，所述第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2的导通电压均可配置为0.5V，所述第一PMOS管Q1的寄生二极管压降和第二PMOS管Q2的寄生二极管压降可为0.7V，所述参比电压可为2.0V。如此，当所述信号传输电路10的电压达到3.2V时，所述第一PMOS管Q1的源极电压和所述第二PMOS管Q2的源极电压均为2.5V，所述第一PMOS管Q1的栅极电压和所述第二PMOS管Q2的栅极电压均为2.0V，所述第一PMOS管Q1和所述第二PMOS管Q2的源极电压和栅极电压之间的电压差值大于等于0.5V，所述第一PMOS管Q1和所述第二PMOS管Q2的源极和漏极切换至导通状态，信号传输电路10接地。

在一些实施例中，所述第一PMOS管Q1的栅极和所述第二PMOS管Q2的栅极通过第二电阻R2与所述参比电路21连接。如此，能够防止第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2因闩锁效应而出现源极和漏极之间持续导通的问题，能够提高电路稳定性。

可选的，所述第二电阻R2可为零欧姆电阻。零欧姆电阻既能够防止出现闩锁效应，又不会产生压降。所以，第一PMOS管Q1和栅极电压和第二PMOS管Q2的栅极电压与第一电阻R1和稳压二极管DZ之间的电压相同，有利于准确控制第一PMOS管Q1和栅极电压和第二PMOS管Q2的栅极电压，进而能够确保在所述信号传输电路10的电压和所述参比电压之间的电压差值大于等于第一阈值的情况下，第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2能够按照既定设计及时导通，有利于提高电路稳定性。

需要说明的是，所述泄放电路22不仅限于通过第一PMOS管Q1和第二PMOS管Q2形成，也可通过一个或多个其他类型的开关元件形成。

在一些实施例中，所述防护电路20还可包括：瞬时电压抑制二极管TVS。瞬时电压抑制二极管TVS的一端与所述信号传输电路10连接，所述瞬时电压抑制二极管TVS的另一端接地。所述瞬时电压抑制二极管TVS可配置为：在所述信号传输电路10的电压大于等于第三阈值的情况下导通，所述第三阈值大于等于所述第一阈值。如此，在信号传输电路10出现瞬时电压大于等于第三阈值时，瞬时电压抑制二极管TVS导通，能够迅速将信号传输电路10的电能泄放到地，能够避免瞬时过电压冲击信号接收端一侧的电气元件，能够提高系统对瞬时过电压的防护能力。

以下结合一具体实施例对本申请实施例的供电电路的过电应力防护过程及原理进行示例性说明。配合图2所示，所述瞬时电压抑制二极管TVS的钳位电压可为5.6V，稳压二极管DZ的钳位电压可为2.0V，所述第一电阻R1的压降可为0.7V。所述第一PMOS管Q1和所述第二PMOS管Q2的导通电压可为0.5V。也即，当所述第一PMOS管Q1的源极电压和栅极电压之间的电压差值达到0.5V时，所述第一PMOS管Q1的源极和漏极导通。所述第一PMOS管Q1的寄生二极管压降和所述第二PMOS管Q2的寄生二极管压降均可为0.7V。

配合图3所示，当信号传输电路10的电压Vd小于2.7V时，稳压二极管DZ的正极电压小于2.0V，稳压二极管DZ处于断开状态。第一PMOS管Q1的栅极电压等于Vg1＝Vd-0.7，第一PMOS管Q1的源极电压Vs1＝Vd-0.7，Vs1-Vg1＝0V。所述第一PMOS管Q1的源极和漏极处于断开状态。

配合图4所示，当信号传输电路10的电压Vd大于等于2.7V且小于3.2V时，稳压二极管DZ的正极电压大于等于2.0V，稳压二极管DZ导通并将自身的正极电压稳定在2.0V。第一PMOS管Q1的栅极电压Vg1＝2.0V，第一PMOS管Q1的源极电压大于等于2.0V且小于2.7V，也即，2.0V≤Vs1＜2.7V。第一PMOS管Q1的源极电压和栅极电压之间的电压差值小于0.7V且大于等于0V，也即，0V≤Vs1-Vg1＜0.7V，第一PMOS管Q1的源极和漏极处于断开状态。

配合图5所示，当信号传输电路10的电压Vd大于等于3.2V时，稳压二极管DZ的正极电压大于等于2.0V，稳压二极管DZ导通并将自身的正极电压稳定在2.0V。第一PMOS管Q1的栅极电压Vg1＝2.0V，第一PMOS管Q1的源极电压大于等于2.7V，也即，Vs1≥2.7V。第一PMOS管Q1的源极电压和栅极电压之间的电压差值大于等于0.7V，也即，Vs1-Vg1≥0.7V，第一PMOS管Q1的源极和漏极切换至导通状态。第二PMOS管Q2的栅极电压Vg2＝2.0V，第二PMOS管Q2的源极电压与第一PMOS管Q1的源极电压系统，所以第二PMOS管Q2的源极电压Vs2≥2.7V，Vs2-Vg2≥0.7V，第二PMOS管Q2的源极和漏极也切换至导通状态，从而将信号传输电路10上的电能泄放到地。

配合图6所示，当信号传输电路10的电压Vd大于等于5.6V时，瞬时电压抑制二极管TVS切换至导通状态，将信号传输电路10上的瞬时过电压泄放到地，能够避免瞬时过电压冲击信号输出端12一侧的电气元件。

本申请实施例还提供了一种显示模组，图7为本申请实施例的显示模组的部分电路原理图。参见图7所示，本申请实施例的显示模组可包括显示接口CNT、时序控制器TCON、显示屏组件(图中未示出)和如上所述的防护电路20。所述显示接口CNT通过信号传输电路10与所述时序控制器TCON连接，所述时序控制器TCON与所述显示屏组件连接。由于上述防护电路20能够防止国电应力对信号传输电路10的信号输出端12一侧的电气元件造成冲击，所以，应用上述防护电路20的显示模组，能够防止过电应力造成时序控制器TCON造成损坏，能够提高显示模组的安全性。

可选的，配合图7所示，所述显示接口CNT和所述时序控制器TCON之间通过多个并联连接的信号传输电路10连接，各个所述信号传输电路10分别连接有所述防护电路20。如此，全面防护显示接口CNT输入的过电应力冲击时序控制器TCON，能够显著提高显示模组的安全性。

需要说明的是，虽然图7中仅示出两条信号传输电路10，所述显示接口CNT和所述时序控制器TCON之间可并联连接远大于两条的信号传输电路10。例如，所述显示接口CNT和所述时序控制器TCON之间可并联连接十六条或二十条信号传输电路10等等。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括如上的显示模组。可选的，所述电子设备包括但不限于显示器、电视机、一体式电脑、平板电脑、笔记本电脑及智能汽车等等。

以上对本申请多个实施例进行了详细说明，但本申请不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本申请构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本申请所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种防护电路，其特征在于，应用于信号传输电路，所述防护电路包括参比电路和泄放电路；

所述参比电路的第一端与所述信号传输电路连接，所述参比电路的第二端接地，所述参比电路的第三端与所述泄放电路的第一端连接，所述参比电路配置为向所述泄放电路输出参比电压；

所述泄放电路的第二端与所述信号传输电路连接，所述泄放电路的第三端接地；所述泄放电路配置为：在所述信号传输电路的电压和所述参比电压之间的电压差值大于等于第一阈值的情况下，将所述泄放电路的第二端和第三端之间切换至导通状态，以将所述信号传输电路接地。

2.根据权利要求1所述的防护电路，其特征在于，所述参比电路具体配置为：

在所述信号传输电路的电压大于等于第二阈值的情况下，将所述参比电路的第一端和第二端之间切换至导通状态，向所述泄放电路输出参比电压。

3.根据权利要求2所述的防护电路，其特征在于，所述参比电路包括第一电阻和稳压二极管，所述稳压二极管的正极通过所述第一电阻与所述信号传输电路连接，所述稳压二极管的负极接地；所述泄放电路的第一端连接在所述第一电阻和所述稳压二极管之间；

所述稳压二极管配置为：在所述信号传输电路的电压大于等于所述第二阈值的情况下，将所述稳压二极管自身切换至导通状态，以向所述泄放电路输出参比电压。

4.根据权利要求1所述的防护电路，其特征在于，所述泄放电路包括第一PMOS管和第二PMOS管，所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极均与所述参比电路连接，所述第一PMOS管的漏极与所述信号传输电路连接，所述第一PMOS管的源极与所述第二PMOS管的源极连接，所述第二PMOS管的漏极接地；其中，所述第一PMOS管的导通电压和所述第二PMOS管的导通电压相同。

5.根据权利要求4所述的防护电路，其特征在于，所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极通过第二电阻与所述参比电路连接。

6.根据权利要求5所述的防护电路，其特征在于，所述第二电阻为零欧姆电阻。

7.根据权利要求1所述的防护电路，其特征在于，所述防护电路还包括：

瞬时电压抑制二极管，一端与所述信号传输电路连接，所述瞬时电压抑制二极管的另一端接地；所述瞬时电压抑制二极管配置为：在所述信号传输电路的电压大于等于第三阈值的情况下导通，所述第三阈值大于等于所述第一阈值。

8.一种显示模组，其特征在于，包括显示接口、时序控制器、显示屏组件和如权利要求1至7中任一项所述的防护电路，所述显示接口通过信号传输电路与所述时序控制器连接，所述时序控制器与所述显示屏组件连接。

9.根据权利要求8所述的显示模组，其特征在于，所述显示接口和所述时序控制器之间通过多个并联连接的信号传输电路连接，各个所述信号传输电路分别连接有所述防护电路。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的显示模组。