CN109064985B - 一种过流保护电路及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于过流保护技术领域，提供了一种过流保护电路及显示装置，过流保护电路包括：电压产生电路，电流侦测电路，微控制器；电压产生电路的输入端与电源连接，电压产生电路的输出端与电流侦测电路的输入端连接，电流侦测电路的第一输出端与微控制器的第一输入端连接；电压产生电路接入电源并产生低阶电压传输至电流侦测电路；电流侦测电路根据低阶电压生成第一电流值并传输至微控制器；微控制器根据过流保护电路的电流总值和第一电流值，输出与扫描时钟信号对应的过流保护设定值。通过本发明可以实现低阶电压的电流与扫描时钟信号电流的联动，通过电流总值减去低阶电压的电流值得到扫描时钟信号的过流设定值，更精准的启动过流保护。

Description

一种过流保护电路及显示装置
技术领域
本发明属于过流保护技术领域，尤其涉及一种过流保护电路及显示装置。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)是目前最常用的显示装置，TFT-LCD的驱动电路包括电源电路(Power IC)，时序控制电路(TCON IC)，扫描驱动电路(Gate Driver IC)。所述电源电路(Power IC)根据***的数据和信号，生成其它电路工作所需的电压；时序控制电路根据***的数据和信号，生成扫描驱动电路的工作时序；扫描驱动电路生成高低电平的数字电压，输出到TFT开关的栅极，控制每一行像素的开关。
目前，大众对电视等设备的显示器边框要求越来越窄，新型的无门驱动GDL(Gatedriver less)的驱动架构应用越来越广泛，GDL驱动电路是将原来的门驱动(Gate IC)拆分成升压IC(level shifter IC)和移位寄存器(shift register)两部分，level shifter IC做在驱动板上，shift register做在面板上，由升压IC输送时钟信号CLK给移位寄存器，完成对扫描线的逐行驱动，打开薄膜晶体管TFT，采用GDL驱动架构可以对边框长度进行压缩，缩短边框宽度。
由于上述GDL驱动架构的布线以及成产制程的原因，会造成板面内的工作异常，例如电流从TFT开态的高阶电压VGH流向TFT关态的低阶电压VGL(由正性输入电压转为负性输出电压)时，由于板面内的异常，使得在高阶电压VGH与低阶电压VGL之间的阻抗偏低，导致电路中的电流过大；在时钟信号进行高低电平切换时，也会产生尖端电流，导致电流信号增大，电流的过大会导致液晶板烧毁；因此在升压IC(level shifter IC)电路和电源电路(Power IC)都会设置过流保护电路，当输出VGL电压或多个扫描时钟信号时，超过设定电流后，相应电集成电路则关闭输出；但是由于面内异常情况是多种多样的，有时会发生输出VGL电压信号和多个扫描时钟信号的电流都偏大，但都都没有触发保护的设定值，此时也会存在面板烧毁的几率，从而因无法监测到两部分的同时电流过大却没有触发各自的设定值而造成损失。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种过流保护电路及显示装置，以解决现有技术中无法监测到输出VGL电压信号产生的电流与输出多个时钟信号产生的电流都偏大，而都没有触发各自的保护设定值造成总体电流过大烧毁面板的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种过流保护电路，包括：电压产生电路，电流侦测电路，微控制器；
所述电压产生电路的输入端与电源连接，所述电压产生电路的输出端与所述电流侦测电路的输入端连接，所述电流侦测电路的第一输出端与所述微控制器的第一输入端连接；
所述电压产生电路接入电源并产生低阶电压传输至所述电流侦测电路；所述电流侦测电路根据所述低阶电压生成第一电流值并传输至所述微控制器；所述微控制器根据所述过流保护电路的电流总值和所述第一电流值，输出与扫描时钟信号对应的过流保护设定值。
本发明实施例的第二方面提供了一种显示装置，包括：上述所述的过流保护电路。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过提供过流保护电路，侦测输出低阶电压时产生的电流值，并将电流值发送至微控制器，由微控制器根据过流保护电路的电流总值以及低阶电压产生的电流值计算并输出与扫描时钟信号对应的过流保护定值，使得输出低阶电压时产生的对应电流值与扫描时钟信号的过流保护定值的设定具有联动性，在低阶电压对应的电流值连续变化的情况，可以更加精准的控制扫描时钟信号对应的过流保护定值，可以更好的保护面板，从而防止电路中总的电流过大而都没有触发各自的保护定值使显示面板被烧毁。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的过流保护电路的结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的过流保护电流的整体实现的结构示意图；
图3是本发明实施例二提供的电流计算对照示意图；
图4是本发明实施例三提供的显示装置的结构示例图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
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，在此本发明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发明。如在本发明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，在本发明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。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
如图1所示，是本发明实施例一提供的过流保护电路的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
如图所示的过流保护电路应用于显示装置，所述过流保护电路设置在显示装置的电源电路部分，电源电路通过***接口输入电压可以生成五种工作电压，其中包括扫描线上用于打开晶体管TFT的最大开态电压VGH和扫描线上用于关断晶体管TFT的最低关态电压VGL，约为-5V左右，最高可达-40V。
包括电压产生电路10，电流侦测电路11，微控制器12；
电压产生电路10的输入端与电源连接，所述电压产生电路10的输出端与所述电流侦测电路11的输入端连接，所述电流侦测电路11的第一输出端与所述微控制器12的第一输入端连接；
所述电压产生电路10接入电源并产生低阶电压传输至所述电流侦测电路11；所述电流侦测电路11根据所述低阶电压生成第一电流值并传输至所述微控制器12，所生成的第一电流值为数字型的，即电流侦测电路可以将瞬时的电流值转化为数字表示，并存储起来；所述微控制器12根据所述过流保护电路的电流总值和第一电流值，输出与扫描时钟信号对应的过流保护设定值，微控制器12包含计算单元，可以根据电流总值和第一电流值计算出与扫描时钟信号对应的过流保护设定值。
其中，第一电流为在输出低阶电压VGL时，产生的电流值；在本实施例中，不设定低阶电压VGL对应的过流保护定值，只是对输出低阶电压VGL时产生的电流进行侦测。所述的电流总之为当前保护电流测得总的电流值，包括输出低阶电压时产生的电流信号以及输出时钟信号或时钟信号发生跳变时产生的电流值，所述总的电流值在一段时间内可以是一个定值，也可以是根据电路工作状态变化而变动的电流总值。所述的扫描时钟信号为输出至移位寄存器可以直接驱动显示面板的时钟信号，例如，若显示面板为液晶显示面板，则输出可以打开栅极线的扫描时钟信号；在扫描时钟信号由低电平变换至高电平时，电路中会产生正向的尖端电流，从而使电路中的电流增大。另外，对于一路信号对应一个低阶电压信号，对应多个扫描时钟信号，通过侦测低阶电压输出的电流，控制扫描时钟信号的电流值，从而可以更精准的启动过流保护。
在具体应用中，显示面板包括由多行和多列子像素组成的像素阵列，行子像素与源极驱动模块连接，列子像素与栅极驱动模块连接，像素阵列的行数和列数可以根据具体需要进行设定；源极驱动模块可以是任意的具有对显示面板的像素进行数据驱动功能的任意器件或电路，例如，源极驱动芯片(Source Driver IC)或薄膜源极驱动芯片(S-COF，Source-Chip on Film)等；栅极驱动模块可以是任意的具有对显示面板的像素进行扫描充电功能的任意器件或电路，例如，栅极驱动芯片(Gate Driver IC)或薄膜栅极驱动芯片(G-COF，Gate-Chip on Film)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述移动终端的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述移动终端中模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
实施例二
如图2所示，是本发明实施例二提供的过流保护电流的整体实现的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
如图所示过流保护电路包括电压产生电路10，电流侦测电路11，微控制器12；还包括与电流侦测电路11和微控制器12连接的串行总线20；电流侦测电路11通过所述串行总线20将第一电流值传输至微控制器12；微控制器12通过串行总线20输出与扫描信号对应的过流保护设定值。
进一步的，过流保护电路还包括电平转换器21，电平转换器包括电压提升单元211和过流设定单元212；电压提升单元211的输出端与过流设定单元212的第一输入端连接；电压提升单元211接入第一时钟信号，根据所述第一时钟信号产生扫描时钟信号，并将扫描时钟信号对应的第二电流值传输至过流设定单元212；过流设定单元212根据所述第二电流值，控制电平转换器输出扫描时钟信号。
另外，电平转换器用于将低摆幅的逻辑电压VDD/VSS转换成高摆幅的电压VGH/VGL，是通过电平转换器的升压动作实现的。电平转换器是扫描驱动电路的关键部分，在电平转换器中，首先会把低摆幅逻辑信号降到整个集成电路IC的最低电压VGL，然后再有电平转换器提升到高摆幅电压VGH；而电平转换器输出的是有高电压和低电压的数字信号(时钟信号)。
进一步的，微控制器12的输出端与过流设定单元212的第二输入端连接；微控制器12通过所述串行总线20将过流保护设定值传输至过流设定单元212，通过微控制器12实时传输的过流保护设定值改变过流设定单元212的过流设定值，从而实现VGL的电流与扫描时钟信号的电流的联动，当VGL的电流过大时，电平转换器的过流设定值会相应变小，电平转换器就会更容易启动过流保护，从而可以关闭输出，达到保护显示面板的目的。
进一步的，串行总线20为包括双向串行数据线和时钟线的双向二线制同步串行总线I2C。所述串行总线也可以是其它通用串行总线。
进一步的，过流保护设定值等于电流总值与所述第一电流值之差。如图3所示的本发明实施例二提供电流计算对照表，若在一定时间段内的电流总值△为250mA，当VGL电压产生的电流为200mA时，则设定电平转换器的过流保护定值为50mA；当VGL电压产生的电流为170mA时，则设定电平转换器的过流保护定值为80mA；本发明实施例提供的过流保护电路控制的电流的大小变化时连续的，在电流总值第一定的情况下，VGL的电流连续变化，电平转换器的过流设定值也是连续变化的，从而实现更精准的过流保护。
进一步的，过流设定单元212的第二输入端通过串行总线I2C与微控制器12的输出端连接，接收微控制器输出的过流保护定值；过流设定单元212根据过流保护设定值和第二电流值，控制电平转换器输出扫描时钟信号。
若第二电流值小于过流保定设定值，则控制电平转换器输出扫描时钟信号；
若第二电流值大于等于过流保护定值，则控制所述电平转换器关闭输出；在电平转换器关闭输出时，则不会输出高电压VGH或低电压VGL的数字信号，显示面板的驱动电路中也就不会输出高电压或低电压，则不会驱动显示面板进行显示。
进一步的，所述微控制器的第二输入端接收所述过流保护电路的电流总值。
进一步的，若第二电流值小于过流保定设定值，则控制电平转换器输出扫描时钟信号，同时电流侦测单元的第二输出端输出低阶电压VGL至显示面板的扫描线，驱动显示面板工作。
实施例三
如图4所示，是本发明实施例提供的显示装置的结构示意图，所述显示装置400，包括显示面板401以及上述的过流保护电路100。
在一个实施例中，显示面板201可以为任意类型的显示面板，例如基于LCD(LiquidCrystal Display，液晶显示装置)技术的液晶显示面板、基于OLED(OrganicElectroluminesence Display，有机电激光显示)技术的有机电激光显示面板、基于QLED(Quantum Dot Light Emitting Diodes，量子点发光二极管)技术的量子点发光二极管显示面板或曲面显示面板等。
在一个实施例中，本申请实施例中的所有模块或单元，均可以通过通用集成电路，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，或通过ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)来实现。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过流保护电路，应用于显示装置，其特征在于，包括电压产生电路，电流侦测电路，微控制器；
所述电压产生电路的输入端与电源连接，所述电压产生电路的输出端与所述电流侦测电路的输入端连接，所述电流侦测电路的第一输出端与所述微控制器的第一输入端连接；
所述电压产生电路接入电源并产生低阶电压传输至所述电流侦测电路；所述电流侦测电路根据所述低阶电压生成第一电流值并传输至所述微控制器；所述微控制器根据所述过流保护电路的电流总值和所述第一电流值，输出与扫描时钟信号对应的过流保护设定值。
2.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，还包括与所述电流侦测电路和所述微控制器连接的串行总线；
所述电流侦测电路通过所述串行总线将所述第一电流值传输至所述微控制器；
所述微控制器通过所述串行总线输出所述过流保护设定值。
3.如权利要求2所述的过流保护电路，其特征在于，所述串行总线为包括双向串行数据线和时钟线的双向二线制同步串行总线。
4.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护电路还包括电平转换器，所述电平转换器包括电压提升单元和过流设定单元；
所述电压提升单元的输出端与所述过流设定单元的第一输入端连接；
所述电压提升单元接入第一时钟信号，根据所述第一时钟信号产生扫描时钟信号，并将所述扫描时钟信号对应的第二电流值传输至所述过流设定单元；所述过流设定单元根据所述第二电流值，控制所述电平转换器输出所述扫描时钟信号。
5.如权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，所述微控制器的输出端与所述过流设定单元的第二输入端连接；
所述微控制器通过串行总线将所述过流保护设定值传输至所述过流设定单元。
6.如权利要求5所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流保护设定值等于所述电流总值与所述第一电流值之差。
7.如权利要求5所述的过流保护电路，其特征在于，所述过流设定单元的第二输入端通过所述串行总线与所述微控制器的输出端连接，接收所述微控制器输出的所述过流保护定值；所述过流设定单元根据所述过流保护设定值和所述第二电流值，控制所述电平转换器输出所述扫描时钟信号；
若所述第二电流值小于所述过流保定设定值，则控制所述电平转换器输出所述扫描时钟信号；
若所述第二电流值大于等于所述过流保护定值，则控制所述电平转换器关闭输出。
8.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述微控制器的第二输入端接收所述过流保护电路的电流总值。
9.如权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，所述电流侦测单元的第二输出端输出所述低阶电压至显示面板的扫描线。
10.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板以及权利要求1-9任一项所述的过流保护电路。
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