CN117650494B - 一种显示屏芯片的静电保护电路及静电保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示屏芯片的静电保护电路，涉及芯片电路技术领域，保护电路包括第一连接端、第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一晶闸管、第二晶闸管，所述，第一电阻一端和第一三极管集电极、第一运算放大器反相端、第一连接端连接，第一运算放大器输出端和第二三极管基极连接；本发明可对芯片的IC引脚进行供电保护，防止低于静电高压检测电压时放电截止，不需对信号进行延缓可以完全放电到最低供电电压或停止供电，具备自动响应功能，可以在放电后的再次出现的静电进行自动响应。

Description

一种显示屏芯片的静电保护电路及静电保护方法

技术领域

本发明涉及芯片电路技术领域，特别涉及一种显示屏芯片的静电保护电路及静电保护方法。

背景技术

现有的ESD保护在检测到静电进行释放时，由于高于供电电压会导致静电所造成较大的尖峰电流有可能流入供电的IC引脚造成击穿或尖峰电流转化的热效应也会熔化硅片管芯造成不可逆的损伤，并且现有的ESD静电放电只会对高出检测电压的部分以减少电压电流，低于时会出现截止状态，或采用对放电过程以延时的方式延缓信号避免截止，无论何种方式均无法做到自动响应。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种显示屏芯片的静电保护电路，所述保护电路包括第一连接端P1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一晶闸管D1、第二晶闸管D2，所述，第一电阻R1一端和第一三极管Q1集电极、第一运算放大器U1反相端、第一连接端P1连接，第一运算放大器U1输出端和第二三极管Q2基极连接，第二三极管Q2发射极和第一晶闸管D1控制极连接，第一晶闸管D1阴极和第三三极管Q3基极连接，第三三极管Q3发射极和第二晶闸管D2阳极连接，第二晶闸管D2阴极和第二运算放大器U2同相端、第二电阻R2一端连接，第二运算放大器U2输出端和第一三极管Q1基极连接，第二电阻R2另一端、第一三极管Q1发射极和接地端连接，第一电阻R1另一端、第二三极管Q2集电极、第三三极管Q3集电极和电源连接，第一晶闸管D1阳极、第二三极管Q2控制极和监测单元连接。

进一步的，所述保护电路还包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三运算放大器U3、第四运算放大器U4、第五运算放大器U5、第六运算放大器U6、第四MOS管Q4、第五MOS管Q5、第六三极管Q6、第三晶闸管D3、第四二极管D4、第五二极管D5，所述第四MOS管Q4源极和第二晶闸管D2控制极连接，第四MOS管Q4栅极和第五MOS管Q5栅极、第六运算放大器U6输出端连接，第六运算放大器U6反相端和第一三极管Q1集电极连接，第四MOS管Q4漏极和第五MOS管Q5源极连接，第五MOS管Q5漏极和第三晶闸管D3控制极连接，第三晶闸管D3阳极和第二晶闸管D2阳极连接，第三晶闸管D3阴极和第三电阻R3一端、第三运算放大器U3同相端连接，第三运算放大器U3输出端和第四二极管D4阴极、第五二极管D5阴极、第四电阻R4一端、第四运算放大器U4输出端连接，第四运算放大器U4反相端和第三运算放大器U3反相端连接，第四运算放大器U4同相端和第二晶闸管D2阴极连接，第四二极管D4阳极和第五电阻R5一端、第六电阻R6一端、第五运算放大器U5反相端连接，第六电阻R6另一端和第五二极管D5阳极连接，第五运算放大器U5同相端和第二运算放大器U2反相端连接，第五运算放大器U5输出端和第六三极管Q6基极连接，第六三极管Q6集电极和第一晶闸管D1阳极连接，第六三极管Q6发射极、第五电阻R5另一端、第四电阻R4另一端、第三电阻R3另一端和接地端连接。

进一步的，所述保护电路还包括第六稳压二极管D6、第七电阻R7、第一电容C1，所述第六稳压二极管D6阴极和第一运算放大器U1同相端连接，第一电容C1一端和第一三极管Q1集电极连接，第七电阻R7一端和第一晶闸管D1阳极连接，第七电阻R7另一端和电源连接，第一电容C1另一端、第六稳压二极管D6阳极和接地端连接。

进一步的，所述保护电路还包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10，所述第八电阻R8一端和电源连接，第八电阻R8另一端和第一运算放大器U1同相端、第九电阻R9一端连接，第九电阻R9另一端和第六运算放大器U6同相端、第十电阻R10一端连接，第十电阻R10另一端和接地端连接。

进一步的，所述保护电路还包括第十一电阻R11、第十二电阻R12，所述第十一电阻R11一端和电源连接，第十一电阻R11另一端和第四运算放大器U4反相端、第三运算放大器U3反相端、第十二电阻R12一端连接，第十二电阻R12另一端和接地端连接。

进一步的，所述保护电路还包括第十三电阻R13、第十四电阻R14，所述第十三电阻R13一端和电源连接，第十三电阻R13另一端和第二运算放大器U2反相端、第五运算放大器U5同相端、第十四电阻R14一端连接，第十四电阻R14另一端和接地端连接。

进一步的，所述保护电路还包括第十五电阻R15，所述第十五电阻R15一端和第六运算放大器U6输出端连接，第十五电阻R15另一端和接地端连接。

进一步的，所述保护电路还包括第十六电阻R16，所述第十六电阻R16一端和第三三极管Q3基极连接，第十六电阻R16另一端和接地端连接。

进一步的，所述保护电路还包括第十七电阻R17、第七发光二极管D7，所述第十七电阻R17一端和电源连接，第十七电阻R17另一端和第七发光二极管D7阳极连接，第七发光二极管D7阴极和接地端连接。

本发明还提供一种显示屏芯片的静电保护方法，包括以下步骤：

S1：获取芯片供电引脚电压；

S2：检测当前电压或电流参数以及设置放电阈值；

S3：设置无静电时停止供电不触发放电电路。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明可对芯片的IC引脚进行供电保护，防止低于静电高压检测电压时放电截止，不需对信号进行延缓可以完全放电到最低供电电压或停止供电，具备自动响应功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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。

图1为本发明提供的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明，应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

参阅附图1，本发明是一种显示屏芯片的静电保护电路，所述保护电路包括第一连接端P1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一晶闸管D1、第二晶闸管D2，所述，第一电阻R1一端和第一三极管Q1集电极、第一运算放大器U1反相端、第一连接端P1连接，第一运算放大器U1输出端和第二三极管Q2基极连接，第二三极管Q2发射极和第一晶闸管D1控制极连接，第一晶闸管D1阴极和第三三极管Q3基极连接，第三三极管Q3发射极和第二晶闸管D2阳极连接，第二晶闸管D2阴极和第二运算放大器U2同相端、第二电阻R2一端连接，第二运算放大器U2输出端和第一三极管Q1基极连接，第二电阻R2另一端、第一三极管Q1发射极和接地端连接，第一电阻R1另一端、第二三极管Q2集电极、第三三极管Q3集电极和电源连接，第一晶闸管D1阳极、第二三极管Q2控制极和监测单元连接。

具体地，所述保护电路还包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三运算放大器U3、第四运算放大器U4、第五运算放大器U5、第六运算放大器U6、第四MOS管Q4、第五MOS管Q5、第六三极管Q6、第三晶闸管D3、第四二极管D4、第五二极管D5，所述第四MOS管Q4源极和第二晶闸管D2控制极连接，第四MOS管Q4栅极和第五MOS管Q5栅极、第六运算放大器U6输出端连接，第六运算放大器U6反相端和第一三极管Q1集电极连接，第四MOS管Q4漏极和第五MOS管Q5源极连接，第五MOS管Q5漏极和第三晶闸管D3控制极连接，第三晶闸管D3阳极和第二晶闸管D2阳极连接，第三晶闸管D3阴极和第三电阻R3一端、第三运算放大器U3同相端连接，第三运算放大器U3输出端和第四二极管D4阴极、第五二极管D5阴极、第四电阻R4一端、第四运算放大器U4输出端连接，第四运算放大器U4反相端和第三运算放大器U3反相端连接，第四运算放大器U4同相端和第二晶闸管D2阴极连接，第四二极管D4阳极和第五电阻R5一端、第六电阻R6一端、第五运算放大器U5反相端连接，第六电阻R6另一端和第五二极管D5阳极连接，第五运算放大器U5同相端和第二运算放大器U2反相端连接，第五运算放大器U5输出端和第六三极管Q6基极连接，第六三极管Q6集电极和第一晶闸管D1阳极连接，第六三极管Q6发射极、第五电阻R5另一端、第四电阻R4另一端、第三电阻R3另一端和接地端连接。

具体地，所述保护电路还包括第六稳压二极管D6、第七电阻R7、第一电容C1，所述第六稳压二极管D6阴极和第一运算放大器U1同相端连接，第一电容C1一端和第一三极管Q1集电极连接，第七电阻R7一端和第一晶闸管D1阳极连接，第七电阻R7另一端和电源连接，第一电容C1另一端、第六稳压二极管D6阳极和接地端连接。

具体地，所述保护电路还包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10，所述第八电阻R8一端和电源连接，第八电阻R8另一端和第一运算放大器U1同相端、第九电阻R9一端连接，第九电阻R9另一端和第六运算放大器U6同相端、第十电阻R10一端连接，第十电阻R10另一端和接地端连接。

具体地，所述保护电路还包括第十一电阻R11、第十二电阻R12，所述第十一电阻R11一端和电源连接，第十一电阻R11另一端和第四运算放大器U4反相端、第三运算放大器U3反相端、第十二电阻R12一端连接，第十二电阻R12另一端和接地端连接。

具体地，所述保护电路还包括第十三电阻R13、第十四电阻R14，所述第十三电阻R13一端和电源连接，第十三电阻R13另一端和第二运算放大器U2反相端、第五运算放大器U5同相端、第十四电阻R14一端连接，第十四电阻R14另一端和接地端连接。

具体地，所述保护电路还包括第十五电阻R15，所述第十五电阻R15一端和第六运算放大器U6输出端连接，第十五电阻R15另一端和接地端连接。

具体地，所述保护电路还包括第十六电阻R16，所述第十六电阻R16一端和第三三极管Q3基极连接，第十六电阻R16另一端和接地端连接。

具体地，所述保护电路还包括第十七电阻R17、第七发光二极管D7，所述第十七电阻R17一端和电源连接，第十七电阻R17另一端和第七发光二极管D7阳极连接，第七发光二极管D7阴极和接地端连接。

本发明还提供一种显示屏芯片的静电保护方法，包括以下步骤：

S1：获取芯片供电引脚电压；

S2：检测当前电压或电流参数以及设置放电阈值；

S3：设置无静电时停止供电不触发放电电路。

对于工作原理的解释，本发明中第一连接端P1与供电的IC引脚连接，第一电阻R1为限流电阻，第一三极管Q1为放电开关进行快速放电，通过第二运算放大器U2输出导通，第一运算放大器U1反相端用于检测当前供电电压参数，第一运算放大器U1同相端可通过电源设置参考电压，放电时通过U2输入信号Q1导通，考虑到静电持续期进行快速放电时IC引脚的供电电压低于U1同相端设置的参考电压时会出现停止放电，通过第二三极管Q2、第一晶闸管D1在静电高压时和第一三极管Q1放电后代替第一运算放大器U1输出，第二晶闸管D2在此实施例中替换普通二极管，第一晶闸管D1阳极直接与电源连接，工作原理为，当静电出现高压时，第一运算放大器U1输出使第二三极管Q2导通，第二三极管Q2集电极电源信号经发射极、第一晶闸管D1控制极、第一晶闸管D1阴极导通后，第一晶闸管D1阳极电源信号经第三三极管Q3、第二晶闸管D2输入到第二运算放大器U2，第二运算放大器U2输出第一三极管Q1进行放电，以此避免供电端在放电或静电高压阶段出现高压对IC引脚造成损伤。

对于工作原理的解释，考虑到放电到最低供电电压时的自动响应，第六运算放大器U6反相端检测放电电压，初始状态无放电或第一连接端P1不供电时第六运算放大器U6截止，第五MOS管Q5源极电源信号经第五MOS管Q5使第三晶闸管D3导通，第三运算放大器U3输出第四二极管D4和第五二极管D5降低压差，第六运算放大器U6同相端设置放电参考电压，当第一三极管Q1放电后第六运算放大器U6输出，第四MOS管Q4导通，第二晶闸管D2控制极可以经到第二晶闸管D2阴极、第二电阻R2回路，第四运算放大器U4可以输出，第五二极管D5和第四二极管D4截止，第五运算放大器U5输出，第六三极管Q6导通，第一晶闸管D1阳极经第六三极管Q6回路后第二晶闸管D2截止，当不供电时第一电阻R1和第一电容C1端电压高于第九电阻R9和第十电阻R10端电压，第六运算放大器U6仍处于截止输出，当静电持续时间处于放电期内时且恢复后IC供电引脚不高于第一运算放大器U1输出时，不影响第一连接端P1供电，反之当静电持续高于放电时间内时第一运算放大器U1再次进行响应。

对于工作原理的解释，第六稳压二极管D6用于稳压，防止第一运算放大器U1和第六运算放大器U6在静电高压时参考电压上升，第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10用于分压代替电源直接设置，第七电阻R7用于第一晶闸管D1限流，第一电容C1同样防止电压突变第一运算放大器U1和第六运算放大器U6故障，第十一电阻R11、第十二电阻R12和第十三电阻R13、第十四电阻R14用于代替电源对第三运算放大器U3、第四运算放大器U4和第二运算放大器U2、第五运算放大器U5设置参考电压，第十五电阻R15用于第四MOS管Q4和第五MOS管Q5内部电压释放，防止快速响应时出现振荡，第十六电阻R16用于第一晶闸管D1回路，第十七电阻R17和第七发光二极管D7用于保护指示。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种显示屏芯片的静电保护电路，其特征在于，所述保护电路包括第一连接端、第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一晶闸管、第二晶闸管，所述第一电阻一端与第一三极管集电极、第一运算放大器反相端、第一连接端连接，第一运算放大器输出端和第二三极管基极连接，第二三极管发射极和第一晶闸管控制极连接，第一晶闸管阴极和第三三极管基极连接，第三三极管发射极和第二晶闸管阳极连接，第二晶闸管阴极和第二运算放大器同相端、第二电阻一端连接，第二运算放大器输出端和第一三极管基极连接，第二电阻另一端、第一三极管发射极和接地端连接，第一电阻另一端、第二三极管集电极、第三三极管集电极和电源连接，第一连接端与芯片供电引脚连接，另一端与第一运算放大器反相端连接；

所述保护电路还包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第六运算放大器、第四MOS管、第五MOS管、第六三极管、第三晶闸管、第四二极管、第五二极管，第四MOS管源极和第二晶闸管控制极连接，第四MOS管栅极和第五MOS管栅极、第六运算放大器输出端连接，第六运算放大器反相端和第一三极管集电极连接，第四MOS管漏极和第五MOS管源极连接，第五MOS管漏极和第三晶闸管控制极连接，第三晶闸管阳极和第二晶闸管阳极连接，第三晶闸管阴极和第三电阻一端、第三运算放大器同相端连接，第三运算放大器输出端和第四二极管阴极、第五二极管阴极、第四电阻一端、第四运算放大器输出端连接，第四运算放大器反相端和第三运算放大器反相端连接，第四运算放大器同相端和第二晶闸管阴极连接，第四二极管阳极和第五电阻一端、第六电阻一端、第五运算放大器反相端连接，第六电阻另一端和第五二极管阳极连接，第五运算放大器同相端和第二运算放大器反相端连接，第五运算放大器输出端和第六三极管基极连接，第六三极管集电极和第一晶闸管阳极连接，第六三极管发射极、第五电阻另一端、第四电阻另一端、第三电阻另一端和接地端连接；第五二极管阳极还与电源连接；

所述保护电路还包括第六稳压二极管、第七电阻、第一电容，第六稳压二极管阴极和第一运算放大器同相端连接，第一电容一端和第一三极管集电极连接，第七电阻一端和第一晶闸管阳极连接，第七电阻另一端和电源连接，第一电容另一端、第六稳压二极管阳极和接地端连接；

所述保护电路还包括第八电阻、第九电阻、第十电阻，第八电阻一端和电源连接，第八电阻另一端和第一运算放大器同相端、第九电阻一端连接，第九电阻另一端和第六运算放大器同相端、第十电阻一端连接，第十电阻另一端和接地端连接；

所述保护电路还包括第十一电阻、第十二电阻，第十一电阻一端和电源连接，第十一电阻另一端和第四运算放大器反相端、第三运算放大器反相端、第十二电阻一端连接，第十二电阻另一端和接地端连接；

所述保护电路还包括第十三电阻、第十四电阻，第十三电阻一端和电源连接，第十三电阻另一端和第二运算放大器反相端、第五运算放大器同相端、第十四电阻一端连接，第十四电阻另一端和接地端连接；

所述保护电路还包括第十五电阻，第十五电阻一端和第六运算放大器输出端连接，第十五电阻另一端和接地端连接；

所述保护电路还包括第十六电阻，第十六电阻一端和第三三极管基极连接，第十六电阻另一端和接地端连接；

所述保护电路还包括第十七电阻、第七发光二极管，第十七电阻一端和电源连接，第十七电阻另一端和第七发光二极管阳极连接，第七发光二极管阴极和接地端连接。

2.一种显示屏芯片的静电保护方法，该方法基于如权利要求1所述的静电保护电路，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取芯片供电引脚电压；

S2：检测当前电压或电流参数以及设置放电阈值；

S3：设置无静电时停止供电不触发放电电路。