CN108767810B - 一种限流电路及限流装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子技术领域，主要提供了一种用于升压芯片的电流电路及限流装置，其中，限流电路与升压芯片以及电源管理芯片连接，通过电流侦测模块对电源管理芯片输出的第一电流信号进行处理并输出第一电压信号，限流设定模块对该第一电压信号进行处理后向升压芯片输出第二电流信号，使得升压芯片可以根据电源管理芯片输出的第一电流信号对其内部限流设定值进行调节，实现了在升压芯片和电源管理芯片的输出电流过大时及时关闭芯片，避免了显示面板由于过流而烧毁，解决了升压芯片和电源管理芯片所采用的过流保护电路经常由于无法及时关断对应的电流输出而造成面板烧毁的情况，具有极大的安全隐患的问题。

Description

一种限流电路及限流装置

技术领域

本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种限流电路及限流装置。

背景技术

液晶显示面板通常将门驱动芯片集成在显示面板上，这种设计方式极大的限制了显示器边框的减小，为了能够减小显示器的边框，现有的显示器通常采用一种无门驱动器(Gate driver less，GDL)架构，GDL电路是将门驱动芯片拆分为升压芯片和移位寄存器芯片，将升压芯片集成在驱动板上，移位寄存器芯片集成在显示面板上，通过升压芯片输出高压逻辑信号给移位寄存器芯片以完成显示器驱动，从而进一步压缩边框长度。由于生产工艺中的不可控因素可能会造成显示器面板的工作异常，为了避免升压芯片和电源管理芯片的输出电流过大而烧毁显示面板，通常对升压芯片和电源管理芯片设置保护机制，以使得升压芯片输出的电流信号过大时关闭升压芯片的电流输出，或者在电源管理芯片输出的电流信号过大时关闭电源管理芯片的电流输出。

然而，升压芯片和电源管理芯片所采用的过流保护电路经常由于无法及时关断对应的电流输出而造成面板烧毁的情况，具有极大的安全隐患。

发明内容

本发明提供了一种用于升压芯片的电流电路及限流装置，旨在解决现有的升压芯片和电源管理芯片所采用的过流保护电路经常由于无法及时关断对应的电流输出而造成面板烧毁的情况，具有极大的安全隐患的问题。

本发明提出了一种限流电路，与升压芯片以及电源管理芯片连接，所述限流电路包括：

与所述电源管理芯片连接，用于接收所述电源管理芯片输出的第一电流信号，并将所述第一电流信号转换为对应的第一电压信号的电流侦测模块；

与所述电流侦测模块以及所述升压芯片连接，用于接收所述第一电压信号，并输出对所述升压芯片的电流输出信号进行限流控制的第二电流信号的限流设定模块。

可选的，所述电流侦测模块包括：

与所述电源管理芯片连接，用于对所述第一电流信号进行检测，并根据所述第一电流信号输出第一检测电压信号和第二检测电压信号的电流检测单元；

与所述电流检测单元连接，用于接收所述第一检测电压信号和所述第二检测电压信号，并根据所述第一检测电压信号和所述第二检测电压信号输出第一电压信号的运算放大单元。

可选的，所述限流设定模块包括：

与所述电流侦测模块连接，用于接收所述第一电压信号，并根据所述第一电压信号输出第二电压信号的分压单元；

与所述分压单元连接，用于接收所述第二电压信号，并根据所述第二电压信号输出第二电流信号的电阻单元。

为了解决上述问题，本发明还提出了一种限流装置，包括升压芯片和电源管理芯片，所述限流装置包括如上述任一项所述的限流电路，所述升压芯片内设置有用于对所述升压芯片的电流输出信号进行限流控制的内部限流设定模块。

可选的，所述内部限流设定模块采用内部限流设定值对所述升压芯片的电流输出信号进行限流控制，所述内部限流设定值根据所述第二电流信号进行设置。

在本发明实施例提供的一种用于升压芯片的电流电路及限流装置中，限流电路与升压芯片和电源管理芯片连接，通过电流侦测模块电源管理芯片输出的第一电流信号进行处理并输出第一电压信号，限流设定模块对该第一电压信号进行处理后向升压芯片输出第二电流信号，使得升压芯片可以根据电源管理芯片输出的第一电流信号对内部限流设定值进行调节，实现了在升压芯片和电源管理芯片的输出电流过大时及时关闭芯片，避免了显示面板由于过流而烧毁，解决了升压芯片和电源管理芯片所采用的过流保护电路经常由于无法及时关断对应的电流输出而造成面板烧毁的情况，具有极大的安全隐患的问题。

附图说明

图1为无门驱动器GDL架构显示器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于升压芯片的电流电路的模块结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种用于升压芯片的电流电路的单元结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种用于升压芯片的电流电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

为了说明本申请上述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

在无门驱动器GDL架构中，GDL电路是将门驱动芯片(gate IC)拆分为升压芯片(level shifter IC)和移位寄存器(shift register)两部分，图1为无门驱动器GDL架构显示器的结构示意图，如图1所示，升压芯片集成在驱动板上，驱动板通过多个驱动引脚与显示器连接，例如图1中的引脚1至引脚12，移位寄存器芯片集成在显示面板上，通过升压芯片输出高压逻辑信号给移位寄存器芯片以完成显示器驱动，从而进一步压缩边框长度，使得显示器面板上的有效显示区能够不断增加。

本发明实施例中的升压芯片和电源管理芯片内部均设置有过流保护机制，电源管理芯片用于将电源输出的电压转换为各种类型的电压信号，例如：用于导通薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)的开启电压信号VGH、用于关断TFT的关断电压信号VGL等，升压芯片通常用于将低压逻辑信号转换为高压的逻辑信号。升压芯片内部的过流保护机制为用于对升压芯片的电流输出信号进行限流控制的内部限流设定模块，内部限流设定模块根据内部限流设定值对输出的电流输出信号进行控制，该内部电流设定值可以根据用户需要进行调节，例如，通过一个外置引脚接入一个外挂电阻来设定具体的电流值，外部设定电阻越大，则内部限流设定值就越小。

图2为本发明实施例提供的一种用于升压芯片的电流电路的模块结构示意图，如图2所示，本实施例中的限流电路，与升压芯片20和电源管理芯片10连接，其中，限流电路包括：与电源管理芯片10连接，用于接收电源管理芯片10输出的第一电流信号，并将该第一电流信号转换为对应的第一电压信号的电流侦测模块30；与电流侦测模块30以及升压芯片20连接，用于接收第一电压信号，并输出对升压芯片20的电流输出信号进行限流控制的第二电流信号的限流设定模块40。

在本实施例中，升压芯片20内部设置有内部限流设定模块，该内部限流设定模块设置有内部限流设定值，当升压芯片20输出的高压逻辑信号超过内部限流设定值时，升压芯片20停止输出高压逻辑信号。升压芯片20的内部限流设定值可根据需要进行设置及调节。电流侦测模块30对电源管理芯片10输出的第一电流信号进行检测，并根据该第一电流信号输出对应的第一电压信号，限流设定模块40根据该第一电压信号生成用于调节升压芯片20中的内部限流设定值的第二电流信号，例如，当电源管理芯片10输出的第一电流信号过大时，电流侦测模块30根据该第一电流信号输出的第一电压信号也同样增大，此时，限流设定模块40根据该第一电压信号生成的第二电流信号控制升压芯片20的内部限流设定值降低，使得电源管理芯片10输出的第一电流信号过大的同时降低升压芯片20的过流关断值，该过流关断值即为升压芯片20的内部限流设定值，达到电源管理芯片10和升压芯片20在输出电流过高时同时关闭输出电流的效果。

作为本发明一实施例，图3为本发明实施例提供的一种用于升压芯片的电流电路的单元结构示意图，如图3所示，电流侦测模块30包括：与电源管理芯片10连接，用于检测电源管理芯片10输出的第一电流信号，并根据第一电流信号输出第一检测电压信号和第二检测电压信号的电流检测单元301；与电流检测单元301连接，用于接收第一检测电压信号和第二检测电压信号，并根据第一检测电压信号和第二检测电压信号输出第一电压信号的运算放大单元302。

在本实施例中，电流检测单元301的电阻值可以根据用户需要设定预设的电阻值，运算放大单元302可以根据电流检测单元301输出的第一检测电压信号、第二检测电压信号以及用户预设的电流检测单元301的电阻值获取电源管理芯片10输出的第一电流信号的电流值，并输出对应的第一电压信号。

作为本发明一实施例，图4为本发明实施例提供的一种用于升压芯片的电流电路的电路结构示意图，如图4所示，电流检测单元301包括：第一电阻R1；具体的，第一电阻R1的第一端作为电流检测单元301的第一端与电源管理芯片10连接，第一电阻R1的第二端作为电流检测单元301的第二端。在本实施例中，第一电阻R1的第一端输出第一检测电压信号，第一电阻R1的第二端输出第二检测电压信号。

作为本发明一实施例，电流检测单元301还可以包括第一电阻R1与感应电阻形成的串联电路，第一电阻R1与感应电阻的阻值已知，同时，第一电阻R1的第一端和第二端分别作为电流检测单元301的第一端和第二端。

作为本发明一实施例，参见图4，运算放大单元302包括：第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第八电阻R8以及运算放大器U1；具体的，第二电阻R2的第一端作为运算放大单元U1的第一检测电压信号输入端与电流检测单元301连接，第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第一端以及运算放大器U1的正相输入端(+)共接，第三电阻R3的第二端接地，第四电阻R4的第一端作为运算放大单元U1的第二检测电压信号输入端与电流检测单元301连接，第四电阻R4的第二端、第八电阻R8的第一端以及运算放大器U1的负相输入端共接，运算放大器U1的输出端与第八电阻R8的第二端共接作为运算放大单元302的第一电压信号输出端。

作为本发明一实施例，第二电阻R2的阻值与第三电阻R3的阻值相同。

作为本发明一实施例，本实施例中的运算放大器U1的输出信号与其两个输入端的信号电压差成正比，即输出电压Vout＝A0*(V+-V-)，具体的，V+为运算放大器U1的正相输入端输入的信号电压，V-为反向输入端输入的信号电压，A0为运算放大器U1的低频增益。在本实施例中，假设第一电阻R1的第一端的第一检测电压信号的电压值为V1，第二检测电压信号的电压值为V2，运算放大器U1的低频增益为1，即A0＝1，运算放大器U1的正相输入端输入的电压信号是第一检测电压信号经过第二电阻R2和第三电阻R3分压后得到的，其中，第二电阻R2和第三电阻R3的电压值相同，第四电阻R4与第八电阻R8的阻值相同，则运算放大器U1的正相输入端输入的电压信号V+＝(V1)/2，运算放大器U1的负相输入端输入的电压信号V-＝V2-(V2-Vout)/2＝(V2+Vout)/2，根据运算放大器的特性V+＝V-，所以有(V1)/2＝(V2+Vout)/2，即V1＝V2+Vout，最终得到Vout＝V1-V2，Vout就是V1与V2的压差。

作为本发明一实施例，如图3所示，限流设定模块40包括：与电流侦测模块30连接，用于接收第一电压信号，并根据第一电压信号输出第二电压信号的分压单元401；与分压单元401连接，用于接收第二电压信号，并根据第二电压信号输出第二电流信号的电阻单元402。

作为本发明一实施例，参见图4，分压单元401包括：参考电压源Vref、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7；第六电阻R6的第一端和第七电阻R7的第一端共接作为分压单元401的第一电压信号输入端与电流侦测模块30连接，第七电阻R7的第二端接地，第六电阻R6的第二端和第五电阻R5的第一端共接作为分压单元401的第二电压信号输出端与电阻单元402连接，第五电阻R5的第二端与参考电压源Vref连接。

在本实施例中，参考电压源Vref通过第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7进行电阻分压，运算放大器U1的输出端连接在第六电阻R6与第七电阻R7之间，即分压单元401接收的第一电压信号的电压值为Vout，假设分压单元401根据该第一电压信号输出的第二电压信号的电压值为Vs，第五电阻R5的阻值为R5，第六电阻R6的阻值为R6，则有Vs＝(R6*Vref+Vout*R5)/(R5+R6)，即此时，第二电压信号的电压值Vs与第一电压信号的电压值为Vout成正比。

作为本发明一实施例，参见图4，电阻单元402为电阻器U2，电阻器U2的阻值与第二电压信号的电压值成正比。

在本实施例中，第二电压信号作为电阻器U2的工作电源，电阻器U2的阻值与第二电压信号的电压值Vs成正比，第二电压信号的电压值Vs越大，电阻器U2的电阻值就越大，因此，通过改变第二电压信号的电压值Vs即可改变电阻器U2的电阻值，从而改变第二电流信号的电流值，以达到改变升压芯片20的内部限流设定值。

作为本发明一实施例，电阻器U2可以为数字电阻器，该数字电阻器是数字可调型的电阻器，其电阻值与接收的电压信号的电压值成正比，即接收的电压信号的电压值越大，其电阻值就越大。

在本实施例中，当电源管理芯片输出的第一电流信号增大时，电流侦测模块30输出的第一电压信号的电压值Vout增大，此时，分压单元401输出的第二电压信号的电压值Vs也会增大，电阻器U2的电阻值也会增大，因此，升压芯片20的内部限流设定值降低，该内部限流设定值即为升压芯片20的过流关断值，即升压芯片20输出的高压逻辑信号的电流达到该过流关断值即关闭输出，达到了电源管理芯片10和升压芯片20在输出电流过高时同时关闭输出电流的效果。

作为本发明一实施例，本实施例提出了一种限流装置，包括升压芯片20和电源管理芯片10，限流装置包括如上述任一项的限流电路，升压芯片20内设置有用于对升压芯片20的电流输出信号进行限流控制的内部限流设定模块。

作为本发明一实施例，内部限流设定模块采用内部限流设定值对升压芯片20的电流输出信号进行限流控制，内部限流设定值根据第二电流信号进行设置。在本实施例中的第二电流信号的电流值与电阻器U2的电阻值的成反比，当电阻器U2的阻值越大时，第二电流信号的电流值越小，此时内部限流设定模块中的内部限流设定值就越小，即升压芯片20所达到的关断电流就越小。

在本发明实施例提供的一种用于升压芯片的电流电路及限流装置中，限流电路与升压芯片和电源管理芯片连接，通过电流侦测模块电源管理芯片输出的第一电流信号进行处理并输出第一电压信号，限流设定模块对该第一电压信号进行处理后向升压芯片输出第二电流信号，使得升压芯片可以根据电源管理芯片输出的第一电流信号对其内部限流设定模块的内部限流设定值进行调节，实现了在升压芯片和电源管理芯片的输出电流过大时及时关闭芯片，避免了显示面板由于过流而烧毁，解决了升压芯片和电源管理芯片所采用的过流保护电路经常由于无法及时关断对应的电流输出而造成面板烧毁的情况，具有极大的安全隐患的问题。

以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种限流电路，与升压芯片以及电源管理芯片连接，其特征在于，所述限流电路包括：

与所述电源管理芯片连接，用于接收所述电源管理芯片输出的第一电流信号，并将所述第一电流信号转换为对应的第一电压信号的电流侦测模块；

与所述电流侦测模块以及所述升压芯片连接，用于接收所述第一电压信号，并输出对所述升压芯片的电流输出信号进行限流控制的第二电流信号的限流设定模块；

所述升压芯片内设有一内部限流设定模块，所述内部限流设定模块设置有内部限流设定值，所述第二电流信号用于对所述内部限流设定值进行调节。

2.如权利要求1所述的限流电路，其特征在于，所述电流侦测模块包括：

与所述电源管理芯片连接，用于对所述第一电流信号进行检测，并根据所述第一电流信号输出第一检测电压信号和第二检测电压信号的电流检测单元；

与所述电流检测单元连接，用于接收所述第一检测电压信号和所述第二检测电压信号，并根据所述第一检测电压信号和所述第二检测电压信号输出第一电压信号的运算放大单元。

3.如权利要求2所述的限流电路，其特征在于，所述电流检测单元包括：第一电阻；

所述第一电阻的第一端作为所述电流检测单元的第一端与所述电源管理芯片连接，所述第一电阻的第二端作为所述电流检测单元的第二端。

4.如权利要求2所述的限流电路，其特征在于，所述运算放大单元包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、第八电阻以及运算放大器；

所述第二电阻的第一端作为所述运算放大单元的第一检测电压信号输入端与所述电流检测单元连接，所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端以及所述运算放大器的正相输入端共接，所述第三电阻的第二端接地，所述第四电阻的第一端作为所述运算放大单元的第二检测电压信号输入端与所述电流检测单元连接，所述第四电阻的第二端、所述第八电阻的第一端以及所述运算放大器的负相输入端共接，所述运算放大器的输出端与所述第八电阻的第二端共接作为所述运算放大单元的第一电压信号输出端。

5.如权利要求4所述的限流电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值与所述第三电阻的阻值相同。

6.如权利要求1所述的限流电路，其特征在于，所述限流设定模块包括：

与所述电流侦测模块连接，用于接收所述第一电压信号，并根据所述第一电压信号输出第二电压信号的分压单元；

与所述分压单元连接，用于接收所述第二电压信号，并根据所述第二电压信号输出第二电流信号的电阻单元。

7.如权利要求6所述的限流电路，其特征在于，所述分压单元包括：参考电压源、第五电阻、第六电阻以及第七电阻；

所述第六电阻的第一端和所述第七电阻的第一端共接作为所述分压单元的第一电压信号输入端与所述电流侦测模块连接，所述第七电阻的第二端接地，所述第六电阻的第二端和所述第五电阻的第一端共接作为所述分压单元的第二电压信号输出端与所述电阻单元连接，所述第五电阻的第二端与所述参考电压源连接。

8.如权利要求6所述的限流电路，其特征在于，所述电阻单元为电阻器，所述电阻器的阻值与所述第二电压信号的电压值成正比。

9.一种限流装置，包括升压芯片和电源管理芯片，其特征在于，所述限流装置包括如权利要求1-8任一项所述的限流电路，所述升压芯片内设置有用于对所述升压芯片的电流输出信号进行限流控制的内部限流设定模块。

10.如权利要求9所述的限流装置，其特征在于，所述内部限流设定模块采用内部限流设定值对所述升压芯片的电流输出信号进行限流控制，所述内部限流设定值根据所述第二电流信号进行设置。

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