CN109188306A - 侦测输入电压上升速度的电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种侦测输入电压上升速度的电路及方法。该电路包括：分压电路提供第一电压；充电电路包括电容、开关及电流源，提供第二电压；第一比较器输出的比较结果用于控制所述开关；第二比较器输出第一结果；第三比较器输出第二结果；第四比较器输出第三结果；逻辑判断器，用于接收第一结果、第二结果及第三结果；逻辑判断器，用于接收第一结果、第二结果及第三结果，并根据第三结果确定是否需要进行逻辑判断，当确定需要进行逻辑判断时，根据预设逻辑、第一结果和第二结果判断输入电压上升速度，输出第四结果。本发明可以在电源管理电路内部进行输入电压上升速度的侦测。

Description

侦测输入电压上升速度的电路及方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种侦测输入电压上升速度的电路及方法。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示装置等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
现有液晶显示装置大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶显示面板及背光模组。
液晶显示装置的电源管理电路提供各种电压，例如模拟电压AVDD，栅极开启电压VGH，栅极关断电压VGL，以及公共电极电压VCOM等，以驱动液晶显示装置进行画面显示。
目前液晶面板的尺寸越来越大，其所需要的电压与电流也越来越大，在这种情况下，各个电压使用的电容也很大，同时对于输入电压VIN的要求也会越来越高，要求输入电压VIN的范围精确，在不同负载(loading)下压降小，上升速度适当等等。
现在的电源管理电路(PMIC)都没有侦测输入电压VIN上升速度的设计，实际上如果上升速度很快很可能会造成很大的浪涌(inrush)电流，如果上升速度很慢就可能导致***在开机的时候处于低电压的工作状态，这两种情况都可能会造成面板驱动的损坏，带来很大的问题(issue)，例如，保险丝(Fuse)损伤，后端芯片(IC)损坏等等。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种侦测输入电压上升速度的电路，在电源管理电路内部进行输入电压上升速度的侦测。
本发明的另一目的在于提供一种侦测输入电压上升速度的方法，在电源管理电路内部进行输入电压上升速度的侦测。
为实现上述目的，本发明提供了一种侦测输入电压上升速度的电路，包括：
分压电路，用于将输入电压分压以提供第一电压；
充电电路，其包括电容、开关及电流源，该电流源连接开关的输入端，该开关的输出端连接电容的第一端，电容的第二端接地，该开关的控制端连接第一比较器的输出端，该电容的第一端提供第二电压；
第一比较器，用于比较输入的第一电压和第一参考电压，输出的比较结果用于控制所述开关；
第二比较器，用于比较输入的第二电压和第四参考电压，输出第一结果；
第三比较器，用于比较输入的第二电压和第三参考电压，输出第二结果；
第四比较器，用于比较输入的第一电压和第二参考电压，输出第三结果，该第三结果为逻辑判断器的使能信号；当满足第一电压大于第二参考电压时，该第三结果使能逻辑判断器；
逻辑判断器，用于接收第一结果、第二结果及第三结果，并根据第三结果确定是否需要进行逻辑判断，当确定需要进行逻辑判断时，根据预设逻辑、第一结果和第二结果判断输入电压上升速度，输出第四结果；
其中，第三参考电压大于第四参考电压，第二参考电压大于第一参考电压。
其中，所述逻辑判断器根据预设逻辑、第一结果和第二结果判断输入电压上升速度，输出第四结果包括：
若第二电压小于第四参考电压且小于第三参考电压，则逻辑判断器判断输入电压上升速度过快；
若第二电压大于第四参考电压且小于第三参考电压，则逻辑判断器判断输入电压上升速度正常；
若第二电压大于第四参考电压且大于第三参考电压，则逻辑判断器判断输入电压上升速度过慢。
其中，所述逻辑判断器将第四结果发送给***级芯片，供所述***级芯片根据第四结果控制交流直流转换电路产生输入电压的上升速度。
其中，当第一电压大于第一参考电压时，第一比较器输出的比较结果控制所述开关闭合。
其中，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的第一端连接输入电压，第一电阻的第二端和第二电阻的第一端相连接并提供第一电压，第二电阻的第二端接地。
其中，所述开关为三极管或金属氧化物半导体晶体管。
其中：
第一比较器的同相输入端输入第一电压，反相输入端输入第一参考电压；
第二比较器的同相输入端输入第二电压，反相输入端输入第四参考电压；
第三比较器的同相输入端输入第二电压，反相输入端输入第三参考电压；
第四比较器的同相输入端输入第一电压，反相输入端输入第二参考电压。
本发明还提供了一种侦测输入电压上升速度的方法，应用于上述任一项所述的侦测输入电压上升速度的电路，包括：
分压电路将输入电压分压以提供第一电压；
充电电路中，由开关控制电流源是否对电容充电，电容的第一端提供第二电压；
第一比较器比较第一电压和第一参考电压，输出的比较结果用于控制所述开关；
第二比较器比较第二电压和第四参考电压，输出第一结果；
第三比较器比较第二电压和第三参考电压，输出第二结果；
第四比较器比较第一电压和第二参考电压，输出第三结果；
逻辑判断器接收第一结果、第二结果及第三结果，并根据第三结果确定是否需要进行逻辑判断，当确定需要进行逻辑判断时，根据预设逻辑、第一结果和第二结果判断输入电压上升速度，输出第四结果；
其中，第三参考电压大于第四参考电压，第二参考电压大于第一参考电压。
其中，所述逻辑判断器根据第三结果确定是否需要进行逻辑判断包括：当第一电压大于第二参考电压时，所述逻辑判断器根据该第三结果确定需要进行逻辑判断。
其中，所述逻辑判断器根据预设逻辑、第一结果和第二结果判断输入电压上升速度，输出第四结果包括：
若第二电压小于第四参考电压且小于第三参考电压，判断输入电压上升速度过快；
若第二电压大于第四参考电压且小于第三参考电压，判断输入电压上升速度正常；
若第二电压大于第四参考电压且大于第三参考电压，判断输入电压上升速度过慢。
综上，本发明的侦测输入电压上升速度的电路及方法可以在电源管理电路内部进行输入电压上升速度的侦测，通过采用本发明，若开机输入电压上升速度大于或者小于预设的要求值，就会判定发生异常，并可以反馈出异常，避免在不正常的状态下一直工作。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明侦测输入电压上升速度的电路的原理示意图；
图2为本发明侦测输入电压上升速度的电路一较佳实施例的应用场景方框图。
具体实施方式
参见图1，其为本发明侦测输入电压上升速度的电路的原理示意图。该侦测输入电压上升速度的电路主要包括：分压电路1，由电容C1、开关K及直流(DC)电流源组成的充电电路2，第一至第四比较器OP1～OP4，以及逻辑判断器。图1所示电路仅用于举例说明本发明，本领域技术人员可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形。
图1中，分压电路1用于将输入电压VIN分压以提供第一电压V1，分压电路1具体可以包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的第一端连接输入电压，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端相连接并提供第一电压V1，第二电阻R2的第二端接地；即，第一电压V1采集自第一电阻R1和第二电阻R2之间的连接点，从而对输入电压VIN进行采样。
充电电路2包括开关K、电容C1及电流源，该直流(DC)电流源由开关K控制是否对电容C1充电，电容C1第二端接地，第一端连接开关K的输出端，开关K的输入端连接电流源，电容C1的另一端提供第二电压V2；开关K可以为三极管或MOS管，或者其它适用的开关元件。
第一比较器OP1用于比较第一电压V1和第一参考电压VREF1，输出的比较结果用于控制充电电路2的开关K；在此较佳实施例中，设定为当第一电压V1大于第一参考电压VREF1时，第一比较器OP1控制充电电路2的开关K闭合，电流源对电容C1进行充电；第一参考电压VREF1为开始侦测输入电压VIN上升速度的起点；
第二比较器OP2用于比较第二电压V2和第四参考电压VREF4，输出第一结果L；
第三比较器OP3用于比较第二电压V2和第三参考电压VREF3，输出第二结果M；
第四比较器OP4用于比较第一电压V1和第二参考电压VREF2，输出第三结果N，第三结果N为逻辑判断器的使能信号；当满足第一电压V1大于第二参考电压VREF2时，第三结果N使能逻辑判断器；第二参考电压VREF2为计算输入电压VIN上升时间的终结点；
其中，第三参考电压VREF3大于第四参考电压VREF4，第二参考电压VREF2大于第一参考电压VREF1，本发明通过设置四个参考电压来侦测输入电压VIN的上升速度；在此实施例中，四个参考电压分别输入相应的比较器的反相输入端。
本发明预先设定电流源及电容C1，充电后电容C1上的第二电压V2与时间相关，通过将第二电压V2分别与预设的第三参考电压VREF3和第四参考电压VREF4比较，预先设定了输入电压VIN的时间上升区间作为比较其上升速度的参照。
本发明首先要对输入电压VIN进行分压，得到一个第一电压V1，此电压首先与第一参考电压VREF1做比较，这个电压点就是开始侦测输入电压VIN上升速度的起点。当第一电压V1开始大于第一参考电压VREF1时，第一比较器OP1可以输出为高电平，控制充电电路2的开关K，给电容C1进行充电。电容C1充电时间及结果由第二比较器OP2与第三比较器OP3决定，第二参考电压VREF2即为计算输入电压VIN上升时间的终结点。
本发明中，输入电压VIN随时间上升，输入电压VIN分压后得到的第一电压V1也随时间上升，通过将第一电压V1分别与预设的第一参考电压VREF1和第二参考电压VREF2比较，预先设定了输入电压VIN的电压上升区间作为比较其上升速度的参照。
逻辑判断器用于接收第一结果L、第二结果M及第三结果N，并根据第三结果N确定是否需要进行逻辑判断，当确定需要进行逻辑判断时，根据预设逻辑、第一结果L和第二结果M判断输入电压上升速度，输出第四结果Q；逻辑判断器具体可以采用逻辑电路，单片机，CPU或FPGA等形式实现。
逻辑判断器根据预设逻辑、第一结果L和第二结果M判断输入电压上升速度，本发明用于判断输入电压上升速度的预设逻辑可以包括：若第二电压V2小于第四参考电压VREF4且小于第三参考电压VREF3，判断输入电压上升速度过快；若第二电压V2大于第四参考电压VREF4且小于第三参考电压VREF3，判断输入电压上升速度正常；若第二电压V2大于第四参考电压VREF4且大于第三参考电压VREF3，判断输入电压上升速度过慢。
在此较佳实施例中，第一结果L、第二结果M及第三结果N都可以设定为以0或1表示，此时上述预设逻辑具体来说可以包括：第三结果N为逻辑判断器的使能信号，若第三结果N为1，则会读取第一结果L/第二结果M的数值，若第三结果N为0，可以设定为不进行操作；若第一结果L/第二结果M都为0，则证明上升速度太快了，输入电压VIN从第一参考电压VREF1上升到第二参考电压VREF2的时间并不足够；若第一结果L为1，第二结果M为0，这个时候上升速度就是在预设规格内，就可以进行正常开机；若第一结果L/第二结果M同时为1，则证明上升速度太慢，已经超出预设规格，同样可能会引起问题，造成后续异常。
本发明通过此电路即可判断面板驱动的输入电压VIN的上升速度，通过预先设定上升速度的正常范围，可以保证在正常范围的上升速度内正常的工作，若上升速度异常，会判断发生问题，进一步可以设置为不会开机。
参见图2，其为本发明侦测输入电压上升速度的电路一较佳实施例的应用场景方框图。交流直流(ACDC)转换电路10产生输入电压VIN，输至***级芯片(SOC)20，***级芯片20再将输入电压VIN输至控制板(CB)30，本发明侦测输入电压上升速度的电路50可以内置于控制板30上的电源管理电路(PMIC)40内，从而可以侦测输入电压VIN上升速度。本发明侦测输入电压上升速度的电路50还可以与***段相结合，将逻辑判断器输出的第四结果Q反馈给***级芯片20，并控制交流直流转换电路10产生输入电压VIN的上升速度。
侦测输入电压上升速度的电路50中，逻辑判断器根据预设逻辑判断输入电压VIN上升速度，逻辑判断器输出第四结果Q，并且可以将第四结果Q输入***级芯片20，由***级芯片20控制交流直流转换电路10产生输入电压VIN的上升速度和/或由***级芯片20根据第四结果Q控制开机操作：当输入电压VIN上升速度过快时，***级芯片20控制交流直流转换电路10减小输入电压VIN上升速度；当输入电压VIN上升速度正常时，***级芯片20控制正常开机；当输入电压VIN上升速度过慢时，***级芯片20控制交流直流转换电路10增加输入电压VIN上升速度。
具体做法可以如下，将第四结果Q反馈至***级芯片20，第四结果Q形式不再设置为0/1，而是变为电压值，例如，0/1.5/3.3V，若输出为0V，则证明上升速度太快，***级芯片20控制交流直流转换电路10进行输入电压VIN重启，并减小输入电压VIN上升速度，若第四结果Q电压为3.3V，证明输入电压VIN上升速度太慢，这个时候同样控制交流直流转换电路10增加输入电压VIN上升速度，若第四结果Q反馈电平为1.5V，则判定为正常开机。
另一方面，本发明还提供了侦测输入电压上升速度的方法，其可以基于本发明的侦测输入电压上升速度的电路进行实施，主要包括如下步骤：
分压电路1将输入电压分压以获取第一电压V1；
充电电路2中，由开关控制电流源是否对电容C1充电，电容C1的第一端提供第二电压V2；
第一比较器OP1比较第一电压V1和第一参考电压VREF1，输出的比较结果用于控制充电电路2的开关K；
第二比较器OP2比较第二电压V2和第四参考电压VREF4，输出第一结果L；
第三比较器OP3比较第二电压V2和第三参考电压VREF3，输出第二结果M；
第四比较器OP4比较第一电压V1和第二参考电压VREF2，输出第三结果N，根据第三结果N确定是否进行逻辑判断；当满足第一电压V1大于第二参考电压VREF2时，根据第三结果N确定进行逻辑判断；
逻辑判断器接收第一结果L、第二结果M及第三结果N，并根据第三结果N确定是否需要进行逻辑判断，当确定需要进行逻辑判断时，根据预设逻辑、第一结果L和第二结果M判断输入电压上升速度，输出第四结果Q；
其中，第三参考电压VREF3大于第四参考电压VREF4，第二参考电压VREF2大于第一参考电压VREF1。
逻辑判断器根据第三结果N确定是否需要进行逻辑判断包括：当第一电压V1大于第二参考电压VREF2时，所述逻辑判断器根据该第三结果N确定需要进行逻辑判断。
本发明通过将第二电压V2分别与预设的第三参考电压VREF3和第四参考电压VREF4比较，预先设定了输入电压VIN的时间上升区间作为比较其上升速度的参照。通过将第一电压V1分别与预设的第一参考电压VREF1和第二参考电压VREF2比较，预先设定了输入电压VIN的电压上升区间作为比较其上升速度的参照。
其中，逻辑判断器根据预设逻辑、第一结果L和第二结果M判断输入电压上升速度，输出第四结果Q可以包括：
若第二电压V2小于第四参考电压VREF4且小于第三参考电压VREF3，判断输入电压上升速度过快；若第二电压V2大于第四参考电压VREF4且小于第三参考电压VREF3，判断输入电压上升速度正常；若第二电压V2大于第四参考电压VREF4且第三参考电压VREF3，判断输入电压上升速度过慢。本发明通过设置四个参考电压来侦测输入电压VIN的上升速度。
综上，本发明的侦测输入电压上升速度的电路及方法可以在电源管理电路内部进行输入电压上升速度的侦测，通过采用本发明，若开机输入电压上升速度大于或者小于预设的要求值，就会判定发生异常，并可以反馈出异常，避免在不正常的状态下一直工作。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种侦测输入电压上升速度的电路，其特征在于，包括：
分压电路(1)，用于将输入电压分压以提供第一电压(V1)；
充电电路(2)，其包括电容(C1)、开关(K)及电流源，该电流源连接开关(K)的输入端，该开关(K)的输出端连接电容(C1)的第一端，电容(C1)的第二端接地，该开关(K)的控制端连接第一比较器的输出端，该电容(C1)的第一端提供第二电压(V2)；
第一比较器(OP1)，用于比较输入的第一电压(V1)和第一参考电压(VREF1)，输出的比较结果用于控制所述开关(K)；
第二比较器(OP2)，用于比较输入的第二电压(V2)和第四参考电压(VREF4)，输出第一结果(L)；
第三比较器(OP3)，用于比较输入的第二电压(V2)和第三参考电压(VREF3)，输出第二结果(M)；
第四比较器(OP4)，用于比较输入的第一电压(V1)和第二参考电压(VREF2)，输出第三结果(N)，该第三结果(N)为逻辑判断器的使能信号；当满足第一电压(V1)大于第二参考电压(VREF2)时，该第三结果(N)使能逻辑判断器；
逻辑判断器，用于接收第一结果(L)、第二结果(M)及第三结果(N)，并根据第三结果(N)确定是否需要进行逻辑判断，当确定需要进行逻辑判断时，根据预设逻辑、第一结果(L)和第二结果(M)判断输入电压上升速度，输出第四结果(Q)；
其中，第三参考电压(VREF3)大于第四参考电压(VREF4)，第二参考电压(VREF2)大于第一参考电压(VREF1)。
2.如权利要求1所述的侦测输入电压上升速度的电路，其特征在于，所述逻辑判断器根据预设逻辑、第一结果(L)和第二结果(M)判断输入电压上升速度，输出第四结果(Q)包括：
若第二电压(V2)小于第四参考电压(VREF4)且小于第三参考电压(VREF3)，则逻辑判断器判断输入电压上升速度过快；
若第二电压(V2)大于第四参考电压(VREF4)且小于第三参考电压(VREF3)，则逻辑判断器判断输入电压上升速度正常；
若第二电压(V2)大于第四参考电压(VREF4)且大于第三参考电压(VREF3)，则逻辑判断器判断输入电压上升速度过慢。
3.如权利要求1所述的侦测输入电压上升速度的电路，其特征在于，所述逻辑判断器将第四结果(Q)发送给***级芯片，供所述***级芯片根据第四结果(Q)控制交流直流转换电路产生输入电压的上升速度。
4.如权利要求1所述的侦测输入电压上升速度的电路，其特征在于，当第一电压(V1)大于第一参考电压(VREF1)时，第一比较器(OP1)输出的比较结果控制所述开关(K)闭合。
5.如权利要求1所述的侦测输入电压上升速度的电路，其特征在于，所述分压电路(1)包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的第一端连接输入电压，第一电阻的第二端和第二电阻的第一端相连接并提供第一电压(V1)，第二电阻的第二端接地。
6.如权利要求1所述的侦测输入电压上升速度的电路，其特征在于，所述开关(K)为三极管或金属氧化物半导体晶体管。
7.如权利要求1所述的侦测输入电压上升速度的电路，其特征在于：
第一比较器(OP1)的同相输入端输入第一电压(V1)，反相输入端输入第一参考电压(VREF1)；
第二比较器(OP2)的同相输入端输入第二电压(V2)，反相输入端输入第四参考电压(VREF4)；
第三比较器(OP3)的同相输入端输入第二电压(V2)，反相输入端输入第三参考电压(VREF3)；
第四比较器(OP4)的同相输入端输入第一电压(V1)，反相输入端输入第二参考电压(VREF2)。
8.一种侦测输入电压上升速度的方法，应用于如权利要求1至7任一项所述的侦测输入电压上升速度的电路，其特征在于，包括：
分压电路(1)将输入电压分压以提供第一电压(V1)；
充电电路(2)中，由开关(K)控制电流源是否对电容(C1)充电，电容(C1)的第一端提供第二电压(V2)；
第一比较器(OP1)比较第一电压(V1)和第一参考电压(VREF1)，输出的比较结果用于控制所述开关(K)；
第二比较器(OP2)比较第二电压(V2)和第四参考电压(VREF4)，输出第一结果(L)；
第三比较器(OP3)比较第二电压(V2)和第三参考电压(VREF3)，输出第二结果(M)；
第四比较器(OP4)比较第一电压(V1)和第二参考电压(VREF2)，输出第三结果(N)；
逻辑判断器接收第一结果(L)、第二结果(M)及第三结果(N)，并根据第三结果(N)确定是否需要进行逻辑判断，当确定需要进行逻辑判断时，根据预设逻辑、第一结果(L)和第二结果判断输入电压上升速度，输出第四结果(Q)；
其中，第三参考电压(VREF3)大于第四参考电压(VREF4)，第二参考电压(VREF2)大于第一参考电压(VREF1)。
9.如权利要求8所述的侦测输入电压上升速度的方法，其特征在于，所述逻辑判断器根据第三结果(N)确定是否需要进行逻辑判断包括：当第一电压(V1)大于第二参考电压(VREF2)时，所述逻辑判断器根据该第三结果(N)确定需要进行逻辑判断。
10.如权利要求8所述的侦测输入电压上升速度的方法，其特征在于，所述逻辑判断器根据预设逻辑、第一结果(L)和第二结果(M)判断输入电压上升速度，输出第四结果(Q)包括：
若第二电压(V2)小于第四参考电压(VREF4)且小于第三参考电压(VREF3)，判断输入电压上升速度过快；
若第二电压(V2)大于第四参考电压(VREF4)且小于第三参考电压(VREF3)，判断输入电压上升速度正常；
若第二电压(V2)大于第四参考电压(VREF4)且大于第三参考电压(VREF3)，判断输入电压上升速度过慢。
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