CN209282826U - 一种显示模组的过电流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种显示模组的过电流保护电路，所述电路包括：采样单元，用于对供电电源输出的负载电流进行采样；过电流保护设置单元，用于输出过电流保护信号；比较电路，用于将来自于所述采样单元的采样信号与来自于所述过电流保护设置单元中预设的过电流保护信号进行比较，得到比较结果；开关电路，基于所述比较结果控制所述供电电源与所述显示模组之间的导通。本实用新型能够起到对显示模组的过电流保护作用。

Description

一种显示模组的过电流保护电路

技术领域

本实用新型涉及电路设计领域，特别是涉及一种显示模组的过电流保护电路。

背景技术

对于显示模组而言，它的内部结构对供电电源所输出的负载电流的要求非常苛刻，因此，显示模组需要多种保护机制，确保其在使用时不被烧坏。

现有的保护机制有如下几种方案：

1、在对显示模组提供负载电流的供电电源上安装过电流保护装置；

2、在供电电源的输出线上加采样电阻，然后再用运算放大器进行信号放大，然后通过与基准电压的比较来控制供电电源的反馈回路，达到限制输出电流的目的。

其中，第1种方法是供电电源常用的保护机制，但是其局限性较大，而且过电流阀值的精度不高，达不到常规的设计要求；而第2种方法中，基准电压通过硬件电路设置，基准电压的数值比较固定，不能满足不同的显示模组对负载电流的要求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种显示模组的过电流保护电路，包括：

采样单元，用于对供电电源输出的负载电流进行采样；

过电流保护设置单元，用于输出过电流保护信号；

比较电路，用于将来自于所述采样单元的采样信号与来自于所述过电流保护设置单元中预设的过电流保护信号进行比较，得到比较结果；

开关电路，基于所述比较结果控制所述供电电源与所述显示模组之间的导通。

优选地，所述采样单元包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述开关电路的第二端；所述第一电阻的第二端连接所述显示模组的输入端以及所述比较电路的第一端。

优选地，所述过电流保护设置单元包括：

MCU芯片，所述MCU芯片的第一输出端连接所述比较电路的第二端。

优选地，所述电路还包括：

数模转换元件，所述数模转换元件的输入端连接所述MCU芯片的第一输出端，所述数模转换元件的输出端连接所述比较电路的第二端。

优选地，所述比较电路包括：

第一比较器，所述第一比较器的第一端连接所述采样单元的第二端，所述第一比较器的第二端连接所述过电流保护设置单元的第一输出端。

第一三极管，所述第一三极管的控制端连接所述第一比较器的输出端，所述第一三极管的第一端接收第一电压；

第二比较器，所述第二比较器的第二端连接所述第一三极管的第二端以及接收第二电压，所述第二比较器的第一端接收第三电压；

其中，所述第二电压大于所述第三电压。

优选地，所述电路还包括：

二极管，所述二极管的第一端与所述第一比较器的输出端连接；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述二极管的第二端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一比较器的第一端连接。

优选地，所述开关电路包括：

第二三极管，所述第二三极管的第一端连接所述比较电路的输出端，所述第二三极管的控制端接收第四电压；

MOS管，所述MOS管的第一端连接供电电源的输出端，所述MOS管的控制端连接所述第二三极管的第二端，所述MOS管的第二端连接所述采样单元的第一端。

优选地，所述电路还包括：

第三电阻，所述第三电阻的第一端连接所述第二三极管的第二端；

第四电阻，所述第四电阻的第一端分别连接所述第三电阻的第二端以及所述MOS管的控制端，所述第四电阻的第二端连接所述供电电源的输出端。

优选地，所述电路还包括：

运算放大器，所述运算放大器的输入端连接所述采样单元的第二端，所述运算放大器的输入端连接所述比较电路的第一端。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述技术方案具有原理明确、设计简单的优点，本实用新型能够通过采样单元来对供电电源输出的负载电流采样，并通过过电流保护设置单元预设一过电流保护信号，通过将采样信号与过电流保护信号进行比较，从而根据比较结果来控制供电电源与显示模组之间的导通，起到了对显示模组的过电流保护作用，能够根据不同的显示模组来自行设定不同电流大小的过电流保护信号，满足不同的显示模组对负载电流的要求，提高了对显示模组的保护性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本实用新型的一个实施例提出的一种显示模组的过电流保护电路的电气图

图2示出本实施例中的过电流保护电路的结构示意图；

图3示出本实用新型的一个优选实施例提出的一种显示模组的过电流保护电路的结构示意图；

图4示出本实用新型的另一个实施例提出的一种显示模组的过电流保护方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

实施例1：

图1示出本实用新型的第一个实施例提出的一种显示模组的过电流保护电路的电气图，显示模组与供电电源连接，如图1所示，所述电路包括：采样单元、过电流保护设置单元、比较电路以及开关电路。

图2示出过电流保护电路的结构示意图，在图2的具体示例中，采样单元包括：第一电阻(图2中的R1)，第一电阻的第一端连接开关电路的第二端，第一电阻的第二端连接显示模组的输入端以及比较电路的第一端。采样单元与供电电源串联，主要用于对供电电源输出的负载电流进行采样得到采样信号，本领域人员应知的是，采样单元不仅限于第一电阻，其他具有对负载电流进行采样功能的元器件应当也属于本实用新型的保护范围中，示例性的，采样单元也可采用如霍尔元器件等。

进一步，过电流保护设置单元包括：MCU芯片，所述MCU芯片的第一输出端连接所述比较电路的第二端。过电流保护设置单元主要用于输出过电流保护信号，需要说明的是，过电流保护信号的电流数值可由用户自行进行设定，其具体数值本实施例不做具体限定，示例性的，用户可根据显示模组的分辨率及其他结构参数来对过电流保护信号的电流大小进行设定。

进一步，所述比较电路包括：

第一比较器(图2中的U1)，所述第一比较器的第一端连接所述采样单元的第二端，所述第一比较器的第二端连接所述过电流保护设置单元的第一输出端。

第一三极管(图2中的Q1)，所述第一三极管的控制端连接所述第一比较器的输出端，所述第一三极管的第一端接收第一电压；

第二比较器(图2中的U2)，所述第二比较器的第二端连接所述第一三极管的第二端以及接收第二电压，所述第二比较器的第一端接收第三电压；

其中，所述第二电压大于所述第三电压。

在图2的具体示例中，第一三极管的第一端接地，即第一电压为0，本领域技术人员能够理解，第一电压不限于此。

在图2的具体示例中，第二比较器的第二端连接过电流保护设置单元的第二输出端，即第二电压为过电流保护设置单元的第二输出端所输出的电压大小，示例性的，第二电压可为3.3V，本领域技术人员能够理解，第二电压不限于此。

在图2的具体示例中，第二比较器的第一端连接基准电源，即第三电压为基准电源所输出的电压大小，示例性的，第三电压可为1.5V，本领域技术人员能够理解，第三电压不限于此。

示例性的，第二三极管的第一端所连接的基准电源可采用±5V的双电源供电，当第二比较器的控制端为0V时，第二比较器的第一端接收基准电源所输出的-5V时，则第二三极管导通，需要说明的是，本领域技术人员应知的是，此基准电源的供电电压不限于此。

在这里，比较电路主要用于将来自于所述采样单元的采样信号与来自于所述过电流保护设置单元的过电流保护信号进行比较，得到比较结果。

本领域人员应知的是，在比较电路中的第一三极管也可使用比较器进行替换。

进一步，所述开关电路包括：

第二三极管(图2中的Q2)，所述第二三极管的第一端连接所述比较电路的输出端，所述第二三极管的控制端接收第四电压；

MOS管(图2中的T1)，所述MOS管的第一端连接供电电源的输出端，所述MOS管的控制端连接所述第二三极管的第二端，所述MOS管的第二端连接所述采样单元的第一端。

在这里，开关电路基于比较电路所得到的比较结果来控制供电电源与显示模组之间的导通。

需要说明的是，比较电路的输出端应当被理解为第二比较器的输出端，也就是说，第二三极管的第一端连接第二比较器的输出端，在图2的具体示例中，第二三极管的控制端接地，即第四电压为0，本领域技术人员能够理解，第四电压不限于此。

本领域人员应知的是，在开关电路中的第二三极管也可使用比较器进行替换。

实施例2：

图4示出本实用新型的另一个实施例提出的一种显示模组的过电流保护方法的流程图，下面结合图2以及图4对所述方法进行说明，包括步骤：

对供电电源输出的负载电流进行采样；

具体的，如图2所示，供电电源工作时会输出一个负载电流，采样单元会对负载电流进行采样，并将采样信号输入至比较电路的第一端。

输出过电流保护信号；

具体的，如图2所示，过电流保护设置单元会设定一个过电流保护信号并通过第一输出端输出至比较电路的第二端，过电流保护信号的大小可由用户进行设定。

将来自于所述采样单元的采样信号与来自于所述过电流保护设置单元中预设的过电流保护信号进行比较，得到比较结果；

具体的，如图2所示，比较电路会将输入其第一端的采样信号以及输入其第二端的过电流保护信号进行比较，并得到比较结果；

基于所述比较结果控制所述供电电源与所述显示模组之间的导通；

具体的，如图2所示，比较电路会基于比较生成一个比较信号，而开关电路则基于此比较信号来控制供电电源与显示模组之间的导通。

由于当显示模组所输入的负载电流大于其自身的额定电压时，显示模组的内部结构会遭到破坏，因此，可通过如图2所示的电路来对显示模组起到过电流保护的作用。

具体的，在如图2的具体示例中，第一比较器的第一端为同相端，第二端为反相端，第一三极管的控制端为基级，第一端为发射极，第二端为集电极，第二比较器的第一端为同相端，第二端为反相端，第二三极管的控制端为基级，第一端为发射极，第二端为集电极，MOS管的第一端为源级，第二端为漏级，控制端为栅极，通过过电流保护设置单元预设定一过电流保护信号，当采样单元所采样的采样信号小于过电流保护设置单元所输出的过电流保护信号时，第一比较器会输出低电平，第一三极管的控制端接收到第一比较器所输出的低电平，由于其第一端接地，因此第一三极管处于截止状态，而第二比较器的反相端接收第二电压，即过电流保护设置单元的第二输出端所输出的电压，第二比较器的同相端接收第三电压，即基准电源所输出的电压大小，由于，第二电压大于第三电压，因此，第二比较器输出低电平至第二三极管的第一端，这时，第二三极管的第一端接收第二比较器输出的低电平，由于第二三极管的控制端接地，因此，第二三极管处于导通状态，继而，MOS管的控制端的电位会低于第一端的电位，那么MOS管导通，使得实现供电电源与显示模组之间的连接。

而当显示模组发生负载异常造成采样单元所采样的采样信号大于过电流保护设置单元所输出的过电流保护信号时，第一比较器会输出高电平，第一三极管的控制端接收到第一比较器所输出的高电平，由于其第一端接地，因此，第一三极管处于导通状态，第一三极管会将第二比较器的反相端的电平拉低，此时由于第二比较器的同相端连接基准电源的输出端，因此第二比较器的输出端会输出高电平至第二三极管的第一端，这时，第二三极管的第一端接收第二比较器输出的高电平，由于第二三极管的控制端接地，因此，第二三极管处于截止状态，继而，MOS管切断，使得切断供电电源与显示模组之间的连接，达到uS级别的过电流保护动作时间，避免显示模组受损，起到保护显示模组的效果。

但是，在切断了显示模组与供电电源之间的连接以后，第二比较器的反相端接收第二电压，即过电流保护设置单元的第二输出端所输出的电压，第二比较器的同相端接收第三电压，由于，第二电压大于第三电压，因此，第二比较器输出低电平至第二三极管的第一端，这时，第二三极管的第一端接收第二比较器输出的低电平，由于第二三极管的控制端接地，因此，第二三极管处于导通状态，则MOS管将会重新导通，供电电源又会对显示模组重新提供供电，导致这个动作循环的运行下去，形成“打嗝”保护。

实施例3：

参见图3，图3示出本实用新型的另一个优选实施例的结构示意图，该实施例在上述方案的基础上对过电流保护进行进一步的优化，具体地，在图3的具体示例中，其余与实施例1相同，不同之处在于，所述电路还包括：

二极管(图3中的D1)，所述二极管的第一端与所述第一比较器的输出端连接；

第二电阻(图3中的R2，所述第二电阻的第一端与所述二极管的第二端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一比较器的第一端连接。

在图3的具体示例中，当第一比较器输出高电平时，二极管以及第二电阻可直接将高电平拉高至负载电流，那么在MOS管切断供电电源对显示模组的负载以后，第一比较器的输出端也是输出高电平，继而会一直使得MOS管处于切断的状态，使得电路整体锁死，待工作人员将显示模组的负载异常去除之后并重新给电路进行上电，才会恢复供电电源给显示模组的供电，提高了对显示模组的保护性。

本领域技术人员能够理解，上述实施例中，第一三极管在低电平截止，高电平导通，意味着所述第一三极管为N型三极管，其控制端为基级，第一端为发射极，第二端为集电极。

进一步的，上述实施例中，第二三极管高电平导通截止，低电平导通，意味着所述第二三极管为N型三极管，其控制端为基级，第一端为发射极，第二端为集电极。

进一步的，上述实施例中，MOS管高电平截止，低电平导通，意味着所述MOS管为P型MOS管，其中控制端为栅极，第一端为源级，第二端为漏级。

优选地，所述电路还包括：

数模转换元件，所述数模转换元件的第一端连接所述过电流保护设置单元的第一端，所述数模转换元件的第二端连接所述比较电路的第二端，

具体的，数模转换元件可以为DAC转换器件，过电流保护设置单元可通过数模转换元件输出过电流保护信号的模拟电压信号，从而可以直接得到一个过电流保护信号。

如图3所示，在本实施例的一个实施方式中，所述电路还包括：

所述电路还包括：

第三电阻(图3中的R3)，所述第三电阻的第一端连接所述第二三极管的第二端；

第四电阻(图3中的R4)，所述第四电阻的第一端分别连接所述第三电阻的第二端以及所述MOS管的控制端，所述第四电阻的第二端连接所述供电电源的输出端。

具体的，第三电阻以及第四电阻具有分压、限流的作用，起到保护电路的效果，需要说明的是，在本实施例的具体实施中，第三电阻以及第四电阻的阻值需要经过配比，使得MOS管能够在供电电源输出不同的负载电流时导通。

如图3所示，在本实施例的另一个实施方式中，所述电路还包括：

运算放大器(图3中的N1)，所述运算放大器的输入端连接所述采样单元的第二端，所述运算放大器的输入端连接所述比较电路的第一端。

具体的，运算放大器能够将采样单元对供电电源输出的负载电流进行采样的采样信号进行放大，经过放大后的采样信号输出至比较电路。

进一步的，所述电路还包括第五电阻(图3中的R5)，所述第五电阻的第一端连接所述过电流保护设置单元的第二输出端，所述第五电阻的第二输出端连接第二比较器的第二端，第五电阻具有分压、限流的作用，起到保护电路的效果，示例性的，当过电流保护设置单元为MCU芯片时，MCU芯片通过GPIO端口连接到第五电阻，当显示模组正常情况下，MCU芯片会输出第二电压至第二比较器的第二端，以使得第二比较器的输出端输出低电平至第二三极管，第二三极管导通，从而MOS管导通。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，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，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种显示模组的过电流保护电路，其特征在于，包括：

采样单元，用于对供电电源输出的负载电流进行采样；

过电流保护设置单元，用于输出过电流保护信号；

比较电路，用于将来自于所述采样单元的采样信号与来自于所述过电流保护设置单元中预设的过电流保护信号进行比较，得到比较结果；

开关电路，基于所述比较结果控制所述供电电源与所述显示模组之间的导通。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述采样单元包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端连接所述开关电路的第二端；所述第一电阻的第二端连接所述显示模组的输入端以及所述比较电路的第一端。

3.根据权利要求1所述的电路，所述过电流保护设置单元包括：

MCU芯片，所述MCU芯片的第一输出端连接所述比较电路的第二端。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

数模转换元件，所述数模转换元件的输入端连接所述MCU芯片的第一输出端，所述数模转换元件的输出端连接所述比较电路的第二端。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述比较电路包括：

第一比较器，所述第一比较器的第一端连接所述采样单元的第二端，所述第一比较器的第二端连接所述过电流保护设置单元的第一输出端；

第一三极管，所述第一三极管的控制端连接所述第一比较器的输出端，所述第一三极管的第一端接收第一电压；

第二比较器，所述第二比较器的第二端连接所述第一三极管的第二端以及接收第二电压，所述第二比较器的第一端接收第三电压；

其中，所述第二电压大于所述第三电压。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

二极管，所述二极管的第一端与所述第一比较器的输出端连接；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述二极管的第二端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一比较器的第一端连接。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关电路包括：

第二三极管，所述第二三极管的第一端连接所述比较电路的输出端，所述第二三极管的控制端接收第四电压；

MOS管，所述MOS管的第一端连接供电电源的输出端，所述MOS管的控制端连接所述第二三极管的第二端，所述MOS管的第二端连接所述采样单元的第一端。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

第三电阻，所述第三电阻的第一端连接所述第二三极管的第二端；

第四电阻，所述第四电阻的第一端分别连接所述第三电阻的第二端以及所述MOS管的控制端，所述第四电阻的第二端连接所述供电电源的输出端。

9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

运算放大器，所述运算放大器的输入端连接所述采样单元的第二端，所述运算放大器的输出端连接所述比较电路的第一端。