CN108172179B - 电源管理电路 - Google Patents
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Abstract
公开了一种电源管理电路，设置于显示器中，显示器还包括栅极驱动电路、源极驱动电路以及像素阵列，电源管理电路包括：判断模块、输出模块以及控制模块，判断模块接收电源电压以及背光电压，并根据电源电压与背光电压判断显示器是处于正常开/关机还是处于电压跌落试验，输出模块用于在判断模块的控制下输出使能信号，控制模块的输入端与判断模块相连接，其输出端与栅极驱动电路相连接以提供触发信号，触发信号有效时，栅极驱动电路复位像素阵列，当针对所述电源电压对所述显示器进行所述电压跌落试验时，触发信号无效。不仅可以提高电压跌落试验的效率，而且不会影响显示器的消除关机残影。
Description
技术领域
本发明涉及电源管理电路领域，更具体地涉及一种显示器的电源管理电路。
背景技术
液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）是利用液晶分子的排列方向在电场的作用下发生变化的现象改变光源透光率的显示装置。由于具有显示质量好、体积小和功耗低的优点，液晶显示器已经广泛应用于诸如手机的显示终端和诸如平板电视的大尺寸显示面板中。
现有的液晶显示器主要包括显示面板和为显示面板提供各种工作信号的印刷电路板。显示面板包括成阵列排列的多个像素单元，每个像素单元包括第一薄膜晶体管和像素电极，第一薄膜晶体管的栅极通过栅极线与栅极驱动电路相连，第一薄膜晶体管的源极通过源极线与源极驱动电路相连，漏极与像素电极相连。栅极驱动电路用于按顺序扫描多条栅极线，使得相应行的第一薄膜晶体管导通；源极驱动电路用于在第一薄膜晶体管导通时在像素电极上施加与显示数据相对应的灰阶电压。
印刷电路板上集成了电源管理电路，电源管理电路用于向栅极驱动电路以及源极驱动电路提供工作电压。
现有的液晶显示器在出厂前会做电压跌落试验，即将液晶显示器的电源电压降低后再升高，观察液晶显示器在这个阶段的工作状态。图1示出电压跌落试验原理示意图。如图1所示，电压跌落试验要求在t1时间段显示器正常显示，t2时间段显示器允许显示异常，在t3时间段显示器要恢复正常显示。
图2示出现有技术电源管理电路的结构示意图。
如图2所示，现有技术的电源管理电路100包括电压采集模块110、判断模块120以及输出模块130。电压采集模块110用于将电源电压VDD传递给判断模块120，判断模块120将电源电压VDD与阈值电压进行比较，并将比较结果通过输出模块130进行输出。当电源电压VDD降低至低于判断模块的阈值电压时，优选地，判断模块120的阈值电压为2.4V，判断模块120通过输出模块130向显示面板上的栅极驱动电路的XON引脚输出低电平信号，触发栅极驱动电路XON功能，显示面板内的电荷都被中和。
XON功能是指，栅极驱动电路的XON引脚收到开启信号后，栅极驱动电路向显示面板上的所有扫描线输出高电平信号，打开显示面板上的所有薄膜晶体管，将显示面板内的正负电荷进行中和。
优选地，输出模块130包括开启模块131以及第一开关管T1，开启模块131与第一开关管T1的控制端相连接，第一开关管T1的第一通路端接地，第二通路端与栅极驱动电路的XON引脚相连接。当电源电压VDD小于判断模块120中的阈值电压时，判断模块120向开启模块131输出开启信号，导通第一开关管T1，将栅极驱动电路的XON引脚的电位下拉以触发栅极驱动电路的XON功能。优选地，第一开关管T1为NMOS管或者PMOS管。
现有技术的电源管理电路100在做电压跌落试验时，判断模块120检测到电源电压VDD下降时，会触发栅极驱动电路的XON功能，当再升高电源电压VDD时，显示器画面异常。必须通过更换电源管理芯片，降低电源管理电路的判断模块的阈值电压，或者在每次完成降低电源电压试验后，重启显示器再进行升高电源电压试验。更换电源管理芯片，降低电源管理电路判断模块的阈值电压会影响显示器在正常使用时的消除关机残影。而在每次进行降低电源电压的试验之后重启显示器再进行升高电源电压的试验，会浪费很多人力资源，提高试验成本，降低试验的效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电源管理电路，既可以提高电源跌落试验的效率，又不会影响显示器正常关机时的消除关机残影。
根据本发明提供一种电源管理电路，电源管理电路设置于显示器中，显示器还包括栅极驱动电路、源极驱动电路以及像素阵列；电源管理电路包括：判断模块，接收电源电压以及背光电压，背光电压与电源电压相互保持独立，判断模块根据接收到的电源电压与背光电压判断显示器是处于正常开/关机还是处于电压跌落试验模式；控制模块，其输入端与判断模块相连接，输出端与栅极驱动电路相连接以提供触发信号，栅极驱动电路根据触发信号的电平状态导通全部像素阵列的薄膜晶体管；以及输出模块，其控制端与判断模块相连接，输出端与栅极驱动电路和源极驱动电路相连接，用于在判断模块的控制下输出使能信号，使能信号作为栅极驱动电路与源极驱动电路的工作电压。
优选地，判断模块包括：比较器，其正相输入端接收参考电压，反相输入端接收电源电压，用于在供电电压的作用下，通过比较参考电压和电源电压得到第一开关信号，比较器的输出端与输出模块的控制端相连以提供第一开关信号，输出模块根据第一开关信号和电源电压产生使能信号；第一分压电路，用于将背光电压分压以得到参考电压；以及第二分压电路，用于将背光电压分压以得到供电电压。
优选地，第一分压电路包括连接于背光电压输入端与地之间的第一电阻与第二电阻，第一电阻与第二电阻的公共节点提供参考电压。
优选地，第二分压电路包括连接于背光电压输入端与地之间的第三电阻与第四电阻，第三电阻与第四电阻的公共节点提供供电电压。
优选地，第一分压电路和第二分压电路由分别连接于背光电压和比较器之间的第一稳压器和第二稳压器组成，第一稳压器和第二稳压器均为低压差线性稳压器。
优选地，判断模块还包括连接于比较器输出端与地之间的接地电阻。
优选地，输出模块包括：第一开关管，其控制端与比较器的输出端相连接，第一通路端接收电源电压，第二通路端输出使能信号；以及下拉电阻，其连接于第一开关管的第二通路端与地之间。
优选地，在输出模块中，第一开关管为P沟道晶体管。
优选地，控制模块包括：第二开关管，其第一通路端接收参考电压，第二通路端提供触发信号；第三分压电路，用于将参考电压分压以得到第二开关信号，第二开关管的控制端接收第二开关信号；以及连接于电源电压与地之间的第九电阻与第十电阻，第九电阻与第十电阻的公共节点与第二开关管的第二通路端相连接。
优选地，第三分压电路包括连接于参考电压与地之间的第七电阻与第八电阻，第七电阻和第八电阻的公共节点提供第二开关信号。
本发明提供的电源管理电路通过判断模块判断显示器是处于正常开/关机还是处于电压跌落试验模式，然后通过控制模块控制显示面板上栅极驱动电路的XON功能的开启与关闭。当在进行电压跌落试验时关闭栅极驱动电路的XON功能，在正常关机时开启栅极驱动电路的XON功能。不仅可以提高电压跌落试验的效率，而且不会影响显示器的消除关机残影。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出电压跌落试验的原理示意图。
图2示出现有技术电源管理电路的结构示意图。
图3示出根据本发明实施例的电源管理电路的结构示意图。
图4示出根据本发明第一实施例的电源管理电路的电路示意图。
图5示出根据本发明第二实施例的电源管理电路的电路示意图。
图6示出本发明实施例的电源管理电路开关机时的时序示意图。
图7示出本发明实施例的电源管理电路进行电压跌落试验的时序示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
图3示出根据本发明实施例的电源管理电路的结构示意图。
如图3所示，本发明实施例的电源管理电路200包括判断模块210、输出模块220以及控制模块230。其中，所述判断模块210接收电源电压VDD与背光电压VLED，所述背光电压VLED独立于电源电压VDD，并根据电源电压VDD与背光电压VLED的电压值判断显示器是处于电压跌落试验还是处于正常关机阶段。输出模块220的控制端与判断模块210相连接，输出端与显示面板上的栅极驱动电路和源极驱动电路（未示出）相连接，用于在判断模块210的控制下输出使能信号EN，使能信号EN为栅极驱动电路和源极驱动电路的工作电压。控制模块230与栅极驱动电路（未示出）上的XON引脚相连接，向栅极驱动电路的XON引脚提供触发信号，当显示器处于正常关机状态时，触发信号有效时，栅极驱动电路开启XON功能，向显示面板上的所述扫描线提供高电平信号，打开显示面板上的所有的薄膜晶体管。当显示器处于电压跌落试验时，所述触发信号无效，关闭栅极驱动电路的XON功能。
图4示出根据本发明第一实施例的电源管理电路的电路示意图。
如图4所示，判断模块210包括比较器U2，用于在供电电压的作用下，通过比较参考电压与电源电压VDD得到第一开关信号，所述比较器U2的正相输入端接收参考电压，反相输入端接收电源电压VDD，比较器U2的输出端与输出模块220的控制端相连接以提供第一开关信号，输出模块220根据第一开关信号和电源电压VDD产生使能信号EN。优选地，判断模块210还包括第一分压电路211以及第二分压电路212，第一分压电路211用于将所述背光电压VLED经过第一分压电路211分压以得到为比较器U2提供参考电压，第二分压电路212用于将所述背光电压VLED经过第二分压电路212分压以得到供电电压为比较器U2提供工作电压。第一分压电路211包括连接于背光电压VLED输入端与地之间的第一电阻R1与第二电阻R2，第一电阻R1与第二电阻R2的公共节点提供参考电压。第二分压电路212包括连接于背光电压VLED输入端与地之间的第三电阻R3与第四电阻R4，第三电阻R3与第四电阻R4的公共节点提供供电电压。判断模块210还包括连接于比较器U2输出端的接地电阻R6。
输出模块220包括第一开关管Q1，第一开关管Q1的控制端与比较器U2的输出端相连接，第一开关管Q1的第一通路端接收电源电压VDD，第一开关管Q1的第二通路端输出使能信号EN。输出模块220还包括下拉电阻R5，下拉电阻R5的一端与第一开关管Q1的第二通路端相连接，另一端接地。
控制模块230包括第二开关管Q2与第三分压电路231。第二开关管Q2的第一通路端接收参考电压，第二通路端提供触发信号。第三分压电路231包括连接于参考电压与地之间的第七电阻R7与第八电阻R8，第七电阻R7与第八电阻R8的公共节点提供第二开关信号，第二开关管Q2的控制端接收所述第二开关信号。控制模块230还包括连接于电源电压VDD与地之间的第九电阻R9与第十电阻R10，第九电阻R9与第十电阻R10之间的公共节点与第二开关管Q2的第二通路端相连接。
图5示出根据本发明第二实施例的电源管理电路的电路示意图。
如图5所示，在本发明优选地实施例中，第一分压电路211和第二分压电路212可以通过分别连接于背光电压和比较器之间的第一稳压器LDO1和第二稳压器LDO2实现。第一稳压器LDO1将背光电压VLED转换为参考电压，第二稳压器LDO2将背光电压VLED转换为供电电压。第一稳压器LDO1和第二稳压器LDO2为低压差线性稳压器（Low Dropout Regulator），输入电压范围较大，输出电压稳定，当背光电压VLED发生波动时，不会影响电路稳定性。 例如，背光电压VLED电压范围为5V-21V，那么通过低压差线性稳定器后获得的输出电压可以稳定到3.3V。
其中，本领域的技术人员可以根据具体情况确定第一开关管Q1与第二开关管Q2的类型，下面以第一开关管Q1与第二开关管Q2为PMOS管对本发明实施例进行详细说明。
图6示出本发明实施例的电源管理电路开关机时的时序示意图。
现有显示器，在开机阶段背光电压VLED在电源电压VDD之后上升；在关机阶段背光电压VLED在电源电压VDD之前下降，如图5所示。t1表示显示器开机阶段，t3表示显示器关机阶段，此时背光电压VLED无效，图6结合图4和图5可知，第一节点A与第二节点B之间的电压差小于第二开关管Q2的阈值电压，第二开关管Q2关断，触发信号随电源电压VDD变化，当电源电压VDD降低为低电平信号时，开启栅极驱动电路的XON功能。t2表示显示器正常显示阶段，此时背光电压VLED有效，第一节点A与第二节点B的电压差大于第二开关管Q2的阈值电压，第二开关管Q2导通，控制模块230将第一节点A的电压输出到栅极驱动电路的XON引脚上，所述触发信号无效。在t1、t2以及t3时间段内，电源电压VDD始终是大于参考电压的，比较器U2输出低电平信号，第一开关管Q1导通，输出模块220将电源电压VDD输出为驱动电路的工作电压，使能信号EN等于电源电压VDD。
图7示出本发明实施例的电源管理电路进行电压跌落试验的时序示意图。
如图7所示，在进行电压跌落试验时，背光电压VLED不变，电源电压VDD先降低再升高，此时，如图4和图5所示的控制模块230中第一节点A与第二节点B之间的电压差始终大于第二开关管Q2的阈值电压，第二开关管Q2导通，控制模块230将第一节点A的电压输出到栅极驱动电路的XON引脚，触发信号无效。并且，在t4与t6时间段，电源电压VDD大于参考电压，比较器U2输出低电平信号，第一开关管Q1导通，输出模块220将电源电压VDD输出为驱动电路的工作电压，使能信号EN等于电源电压VDD。在t5时间段，电源电压VDD小于参考电压，比较器U2输出高电平信号，第一开关管Q1关断，下拉电阻R5将使能信号EN的电位下拉，输出模块220输出低电平信号。
综上所述，本发明提供的电源管理电路通过判断模块判断显示器是处于正常开/关机还是处于电压跌落试验，然后通过控制模块控制显示面板上栅极驱动电路的XON功能的开启与关闭。当在进行电压跌落试验时关闭栅极驱动电路的XON功能，在正常开/关机时开启栅极驱动电路的XON功能。不仅可以提高电压跌落试验的效率，而且不会影响显示器的消除关机残影。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种电源管理电路，所述电源管理电路设置于显示器中，所述显示器还包括栅极驱动电路、源极驱动电路以及像素阵列，其特征在于，所述电源管理电路包括：
判断模块，接收电源电压以及背光电压，所述电源电压与所述背光电压相互独立，所述判断模块根据所述电源电压与所述背光电压判断显示器是处于正常开/关机还是处于电压跌落试验模式；
控制模块，其输入端与所述判断模块相连接，输出端与所述栅极驱动电路相连接以提供触发信号，所述栅极驱动电路用于在所述触发信号有效时导通全部所述像素阵列的薄膜晶体管；以及
输出模块，其控制端与所述判断模块相连接，输出端与所述栅极驱动电路和所述源极驱动电路相连接，用于在所述判断模块的控制下输出使能信号，所述使能信号作为所述栅极驱动电路与所述源极驱动电路的工作电压，
其中，所述控制模块用于在显示器处于电压跌落试验模式下时，提供无效的所述触发信号。
2.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述判断模块包括：
比较器，其正相输入端接收参考电压，反相输入端接收所述电源电压，用于在供电电压的作用下，通过比较所述参考电压和所述电源电压得到第一开关信号，所述比较器的输出端与所述输出模块的控制端相连以提供所述第一开关信号，所述输出模块根据所述第一开关信号和所述电源电压产生所述使能信号；
第一分压电路，用于将所述背光电压分压以得到所述参考电压；以及
第二分压电路，用于将所述背光电压分压以得到所述供电电压。
3.根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于，
所述第一分压电路包括连接于所述背光电压输入端与地之间的第一电阻与第二电阻，所述第一电阻与第二电阻的公共节点提供所述参考电压。
4.根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于，
所述第二分压电路包括连接于所述背光电压输入端与地之间的第三电阻与第四电阻，所述第三电阻与第四电阻的公共节点提供所述供电电压。
5.根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于，所述第一分压电路和所述第二分压电路由分别连接于所述背光电压和所述比较器之间的第一稳压器和第二稳压器组成，所述第一稳压器和所述第二稳压器均为低压差线性稳压器。
6.根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于，所述判断模块还包括连接于所述比较器输出端与地之间的接地电阻。
7.根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于，所述输出模块包括：
第一开关管，其控制端与所述比较器的输出端相连接，其第一通路端接收所述电源电压，第二通路端输出所述使能信号；以及
下拉电阻，其连接于所述第一开关管的第二通路端与地之间。
8.根据权利要求7所述的电源管理电路，其特征在于，在所述输出模块中，所述第一开关管为P沟道晶体管。
9.根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于，所述控制模块包括：
第二开关管，其第一通路端接收所述参考电压，第二通路端提供所述触发信号；
第三分压电路，用于将所述参考电压分压以得到第二开关信号，所述第二开关管的控制端接收所述第二开关信号；以及
连接于所述电源电压与地之间的第九电阻与第十电阻，所述第九电阻与第十电阻的公共节点与所述第二开关管的第二通路端相连接。
10.根据权利要求9所述的电源管理电路，其特征在于，所述第三分压电路包括连接于所述参考电压与地之间的第七电阻与第八电阻，所述第七电阻和所述第八电阻的公共节点提供所述第二开关信号。
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