输入电压上升时间控制电路的制作方法

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种输入电压上升时间控制电路。

背景技术：

随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)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。

现有市场上的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(Backlight Module)。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，两片玻璃基板中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。

通常液晶显示面板由彩膜(CF，Color Filter)基板、薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)基板、夹于彩膜基板与薄膜晶体管基板之间的液晶(LC，Liquid Crystal)及密封胶框(Sealant)组成，其成型工艺一般包括：前段阵列(Array)制程(薄膜、黄光、蚀刻及剥膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT基板与CF基板贴合)及后段模组组装制程(驱动IC与印刷电路板压合)。其中，前段Array制程主要是形成TFT基板，以便于控制液晶分子的运动；中段Cell制程主要是在TFT基板与CF基板之间添加液晶；后段模组组装制程主要是驱动IC压合与印刷电路板的整合，进而驱动液晶分子转动，显示图像。

随着消费者对产品品质要求的不断提高，液晶显示面板的开机时间成为消费者关注的焦点之一，而液晶显示面板的开机时间又与液晶显示面板的输入电压的上升时间(输入电压从零到面板开机电压所需的时间)有关，当输入电压的上升时间过短，会导致浪涌电流(Inrush Current)太大，将会冲击面板上的集成电路，进而损坏集成电路，当输入电压的上升时间过长，会导致开机时间过长，引发客户投诉，因此通常液晶显示面板的开机时间需保持在0.5ms到10ms之间。如图1所示，为现有的一种输入电压上升时间控制电路，包括：机芯板101、与所述机芯板101电性连接的面板驱动单元102，所述面板驱动单元102上设有并联的多个电容C10，所述多个电容C10的第一端均与机芯板101电性连接，第二端均接地，所述机芯板101输入一机芯板电压Vin12而后向面板驱动单元102输出一输入电压Vin1，通过控制面板驱动单元102中电容C10的数量控制输入电压Vin1的上升时间，进而控制面板的开机时间，电容C10数量越多，输入电压Vin1上升时间越长，面板的开机时间越长，电容C10数量越少，输入电压Vin1上升时间越短，面板的开机时间越短，该种输入电压上升时间控制电路不能保证该面板驱动单元102搭配任一规格的机芯板101都能使面板的开机时间在0.5ms到10ms之间，将会影响产品品质。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种输入电压上升时间控制电路，能够调节输入电压的上升时间，进而控制面板开机时间符合正常开机时间范围，提高产品品质。

为实现上述目的，本发明提供一种输入电压上升时间控制电路，包括：机芯板、与所述机芯板电性连接的面板驱动单元，所述面板驱动单元电性连接负载；所述面板驱动单元包括：与所述机芯板电性连接的电压控制单元；

所述电压控制单元包括：电压上升斜率侦测单元、第一比较器、第二比较器、控制模块、及电容单元；所述电压上升斜率侦测单元的输入端电性连接机芯板的输出端，所述电压上升斜率侦测单元的输出端同时电性连接第一比较器的同相输入端、第二比较器的同相输入端；所述第一比较器的反相输入端接收第一斜率，所述第一比较器的输出端电性连接控制模块的第一输入端；所述第二比较器的反相输入端接收第二斜率，所述第二比较器的输出端电性连接控制模块的第二输入端；所述电容单元的第一端电性连接控制模块的输出端，所述电容单元的第二端电性连接机芯板的输出端；第一斜率为对应预设的最小开机时间的电容单元的第二端的电压上升斜率，第二斜率为对应预设的最大开机时间的电容单元的第二端的电压上升斜率；

所述机芯板的输出端向面板驱动单元输出一输入电压；所述电压上升斜率侦测单元侦测电容单元的第二端的电压上升斜率，并将电压上升斜率输出至第一比较器及第二比较器的同相输入端，所述第一比较器将电压上升斜率与第一斜率进行比较，并向控制模块输出第一比较结果；所述第二比较器将电压上升斜率与第二斜率进行比较，并向控制模块输出第二比较结果；所述控制模块根据所述第一比较结果和第二比较结果改变所述电容单元的电容量，从而调节电容单元的第二端的电压上升至输入电压的时间。

当所述第二比较结果为电压上升斜率小于第二斜率时，所述控制模块控制所述电容单元的电容量降低，从而减小电容单元的第二端的电压上升至输入电压的时间；

当所述第一比较结果为电压上升斜率大于第一斜率时，所述控制模块控制所述电容单元的电容量增大，从而增加电容单元的第二端的电压上升至输入电压的时间。

当所述第一比较结果为电压上升斜率小于第一斜率并大于第二斜率时，所述控制模块不改变电容单元的电容量。

所述电容单元包括：多个场效应管、及与所述多个场效应管一一对应的多个电容；所述多个场效应管的栅极均电性连接控制模块，源极均接地，漏极电性连接对应电容的第一端；所述多个电容的第二端均电性连接机芯板的输出端；

所述控制单元通过分别控制多个场效应管的导通与截止改变电容单元的电容量。

所述面板驱动单元还包括与所述电压控制单元电性连接的电流控制单元；

所述电流控制单元包括：光耦合器、第一电阻、第二电阻、第三比较器、及第四比较器；所述光耦合器的第一引脚电性连接机芯板的输出端，第二引脚电性连接负载，第三引脚电性连接第二电阻的第一端，第四引脚电性连接第一节点；所述第二电阻的第二端接入电源电压；所述第一电阻的第一端电性连接第一节点，第二端接地；所述第三比较器的同相输入端电性连接第一节点，反相输入端接收第一比较电压，输出端电性连接控制模块第三输入端；所述第四比较器的同相输入端电性连接第一节点，反相输入端接收第二比较电压，输出端电性连接控制模块的第四输入端；

所述第一比较电压为预设的最小浪涌电流流入光耦合器的第一引脚时，第一节点处的电压；所述第二比较电压为预设的最大浪涌电流流入光耦合器的第一引脚时，第一节点处的电压；

当电容单元的第二端的电压上升时的浪涌电流流入光耦合器的第一引脚时，所述第三比较器将第一节点处的电压与第一比较电压进行比较，并向控制模块输出第三比较结果；所述第四比较器将第一节点处的电压与第二比较电压进行比较，并向控制模块输出第四比较结果；所述控制模块根据所述第三比较结果和第四比较结果改变所述电容单元的电容量，从而调节电容单元的第二端的电压上升时的浪涌电流。

所述光耦合器包括发光二极管及光敏三极管；所述发光二极管的阳极为光耦合器的第一引脚，阴极为光耦合器的第二引脚；所述光敏三极管的发射极为光耦合器的第三引脚，集电极为光耦合器的第四引脚。

当所述第三比较结果为第一节点处的电压小于第一比较电压时，所述控制模块控制所述电容单元的电容量降低，从而增加电容单元的第二端的电压上升时的浪涌电流；

当所述第四比较结果为第一节点处的电压大于第二比较电压时，所述控制模块控制所述电容单元的电容量增大，从而减小电容单元的第二端的电压上升时的浪涌电流。

当所述第三比较结果为第一节点处的电压大于第一比较电压，且所述第四比较结果为第一节点处的电压小于第二比较电压时，所述控制模块不改变所述电容单元的电容量。

所述控制模块为时序控制器；

所述电压上升斜率侦测单元为微分器。

所述预设的最小开机时间为0.5ms，所述预设的最大开机时间为10ms。

本发明的有益效果：本发明的输入电压上升时间控制电路，通过在面板驱动单元内设置电压控制单元，电压控制单元包括：电压上升斜率侦测单元、第一比较器、第二比较器、控制单元、及电容单元，电压上升斜率侦测单元侦测电容单元的第二端的电压上升斜率并输出至第一比较器及第二比较器，所述第一比较器、及第二比较器分别将该电压上升斜率与对应预设的最小开机时间的第一斜率及对应预设的最大开机时间的第二斜率进行比较，控制模块根据比较结果改变所述电容单元的电容量，从而调节电容单元的第二端的电压上升至输入电压的时间，控制面板开机时间符合正常开机时间范围，提高产品品质。

附图说明

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图中，

图1为现有的输入电压上升时间控制电路的电路图；

图2为本发明的输入电压上升时间控制电路的电路图；

图3为本发明的输入电压上升时间控制电路电容单元第二端的电压随时间变化的线形图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图2，本发明提供一种输入电压上升时间控制电路，包括：机芯板1、与所述机芯板1电性连接的面板驱动单元2，所述面板驱动单元2连接负载3；所述面板驱动单元2包括：与所述机芯板1电性连接的电压控制单元21；

所述电压控制单元21包括：电压上升斜率侦测单元211、第一比较器212、第二比较器213、控制模块214、及电容单元215；所述电压上升斜率侦测单元211的输入端电性连接机芯板1的输出端，所述电压上升斜率侦测单元211的输出端同时电性连接第一比较器212的同相输入端、第二比较器213的同相输入端；所述第一比较器212的反相输入端接收第一斜率K1，所述第一比较器212的输出端电性连接控制模块214的第一输入端；所述第二比较器213的反相输入端接收第二斜率K2，所述第二比较器212的输出端电性连接控制模块214的第二输入端；所述电容单元215的第一端电性连接控制模块214的输出端，所述电容单元215的第二端电性连接机芯板1的输出端；第一斜率K1为对应预设的最小开机时间的电容单元215的第二端的电压上升斜率，第二斜率K2为对应预设的最大开机时间的电容单元215的第二端的电压上升斜率；

所述机芯板1的输出端向面板驱动单元2输出一输入电压Vin；所述电压上升斜率侦测单元211侦测电容单元215的第二端电压上升斜率，并将电压上升斜率输出至第一比较器212及第二比较器213的同相输入端，所述第一比较器212将电压上升斜率与第一斜率K1进行比较，并向控制模块214输出第一比较结果；所述第二比较器213将电压上升斜率与第二斜率K2进行比较，并向控制模块214输出第二比较结果；所述控制模块214根据所述第一比较结果和第二比较结果改变所述电容单元215的电容量，从而调节电容单元215的第二端的电压上升至输入电压Vin的时间。

具体地，所述控制模块214可为时序控制器。

具体地，所述电压上升斜率侦测单元211可为微分器。

优选地，所述预设的最小开机时间为0.5ms，所述预设的最大开机时间为10ms。

需要说明的是，由于电容的特性，面板驱动单元2中电压控制单元21的电容单元215与机芯板1输出端电性连接的第二端的电压在机芯板1向面板驱动单元2输出一输入电压Vin后并不会马上达到该输入电压Vin，而是在一定时间内线性上升至输入电压Vin，而该输入电压Vin上升时间影响面板的开机时间，需要将该输入电压Vin上升时间控制在预设的最大开机时间与预设的最小开机时间之间，请参阅图3，输入电压Vin的上升时间与电容单元215第二端的电压斜率存在比例关系，电压上升斜率越大，输入电压Vin上升时间越短，电压上升斜率越小，输入电压Vin上升时间越长，因此本发明利用电压上升斜率侦测单元211侦测电容单元215的第二端的电压上升斜率，将该电压上升斜率分别输入第一比较器212、第二比较器213的同相输入端，并在第一比较器212的反相输入端接收一对应预设的最小开机时间的第一斜率K1，在第二比较器213的反相输入点接收一对应预设的最大开机时间的第二斜率K2，该第一斜率K1及第二斜率K2由输入电压Vin分别与预设的最小开机时间及预设的最大开机时间相除获得，通过第一比较器212、及第二比较器213分别将电容单元215的第二端的电压上升斜率与第一斜率K1与第二斜率K2进行比较得到第一比较结果及第二比较结果，并将第一、第二比较结果输出至控制模块214，控制模块214根据第一、第二比较结果改变电容单元215的电容量，使电容单元215的第二端的电压上升斜率保持在第一斜率K1与第二斜率K2之间，也即将此时的输入电压Vin上升时间保持在预设的最大开机时间与预设的最小开机时间之间，控制面板开机时间符合正常开机时间范围，提高产品品质。

具体地，本发明的输入电压上升时间控制电路的具体工作过程如下：

当所述第二比较结果为电压上升斜率小于第二斜率K2时，也即第二比较结果为低电平，所述控制模块控制所述电容单元215的电容量降低，从而减小电容单元215的第二端的电压上升至输入电压Vin的时间；

当所述第一比较结果为电压上升斜率大于第一斜率K1时，也即第一比较结果为高电平，所述控制模块214控制所述电容单元215的电容量增大，从而增加电容单元215的第二端的电压上升至输入电压Vin的时间；

当所述第一比较结果为电压上升斜率小于第一斜率K1，且所述第二比较结果为电压上升斜率大于第二斜率K2时，也即第一比较结果为低电位，第二比较结果为高电位时，所述控制模块214不改变电容单元215的电容量，电容单元215的第二端的电压上升至输入电压Vin的时间不变。

具体地，所述电容单元215包括：多个场效应管Q、及与所述多个场效应管Q一一对应的多个电容C；所述多个场效应管Q的栅极均电性连接控制模块214，源极均接地，漏极电性连接对应电容C的第一端；所述多个电容C的第二端均电性连接机芯板1的输出端；所述控制单元214通过分别控制多个场效应管Q的导通与截止改变第一端接地的电容C的数量，改变电容单元215的电容量。

进一步地，所述多个场效应管Q均为N型场效应管，所述控制单元214通过输出高电位控制多个场效应管Q开启，通过输出低电位控制多个场效应管Q关闭。

具体地，所述面板驱动单元2还包括与所述电压控制单元21电性连接的电流控制单元22；所述电压控制单元21通过该电流控制单元22连接负载3；

所述电流控制单元22包括：光耦合器221、第一电阻R1、第二电阻R2、第三比较器222、及第四比较器223；所述光耦合器221的第一引脚10电性连接机芯板1的输出端，第二引脚20电性连接负载3，第三引脚30电性连接第二电阻R2的第一端，第四引脚40电性连接第一节点A；所述第二电阻R2的第二端接入电源电压VCC；所述第一电阻R1的第一端电性连接第一节点A，第二端接地；所述第三比较器222的同相输入端电性连接第一节点A，反相输入端接收第一比较电压V1，输出端电性连接控制模块214的第三输入端；所述第四比较器223的同相输入端电性连接第一节点A，反相输入端接收第二比较电压V2，输出端电性连接控制模块214的第四输入端；

所述第一比较电压V1为预设的最小浪涌电流流入光耦合器221的第一引脚10时，第一节点A处的电压；所述第二比较电压V2为预设的最大浪涌电流流入光耦合器221的第一引脚10时，第一节点A处的电压；

当电容单元215的第二端的电压上升至输入电压Vin时的浪涌电流流入光耦合器221的第一引脚10时，所述第三比较器222将第一节点A处的电压与第一比较电压V1进行比较，并向控制模块214输出第三比较结果；所述第四比较器223将第一节点A处的电压与第二比较电压V2进行比较，并向控制模块214输出第四比较结果；控制模块214根据所述第三比较结果和第四比较结果改变所述电容单元215的电容量，从而调节电容单元215的第二端的电压上升时的浪涌电流。

具体地，所述光耦合器221包括发光二极管D及光敏三极管VT；所述发光二极管D的阳极为光耦合器221的第一引脚10，阴极为光耦合器221的第二引脚20；所述光敏三极管VT的发射极为光耦合器221的第三引脚30，集电极为光耦合器221的第四引脚40。

需要说明的是，由于机芯板1的输出端向面板驱动单元2输出输入电压Vin时，电容单元215与机芯板1输出端电性连接的第二端的电压不断上升直至达到输入电压Vin，会有浪涌电流从光耦合器221的第一引脚10也即发光二极管D的阳极流入，经过发光二极管D后从光耦合器221的第二引脚20也即发光二极管D的阴极输出至负载3，此时发光二极管D发光，且发光强度与浪涌电流正相关，故光耦合器221的第四引脚40的电压也即第一节点A的电压为一与浪涌电流正相关的值，通过将第一节点A的电压输入第三比较器222及第四比较器223的同相输入端，同时在第三比较器222及第四比较器223的反相输入端分别接收一第一比较电压V1及第二比较电压V2，所述第三比较器222及第四比较器223分别将第一节点A处的电压与第一比较电压V1、及第二比较电压V2进行比较得到第三比较结果及第四比较结果并输出至控制模块214，控制模块214根据第三比较结果及第四比较结果改变所述电容单元215的电容量，从而调节电容单元215的第二端的电压上升时的浪涌电流保持在预设的最大浪涌电流及最小浪涌电流之间，防止浪涌电流过大，对面板的集成电路造成冲击，进而延长面板使用寿命。

具体地，当所述第三比较结果为第一节点A处的电压小于第一比较电压V1时，也即第三比较结果为低电平时，所述控制模块214控制所述电容单元215的电容量降低，从而增加电容单元215的第二端的电压上升时的浪涌电流；

当所述第四比较结果为第一节点A处的电压大于第二比较电压V2时，也即第四比较结果为高电平时，所述控制模块214控制所述电容单元215的电容量增大，从而减小电容单元215的第二端的电压上升时的浪涌电流；

当所述第三比较结果为第一节点A处的电压大于第一比较电压V1，且第四比较结果为第一节点A处的电压小于第二比较电压V2时，也即第三比较结果为高电平，第四比较结果为低电平，所述控制模块214不改变所述电容单元215的电容量，电容单元215的第二端的电压上升时的浪涌电流不变。

综上所述，本发明提供的一种输入电压上升时间控制电路，通过在面板驱动单元内设置电压控制单元，电压控制单元包括：电压上升斜率侦测单元、第一比较器、第二比较器、控制单元、及电容单元，电压上升斜率侦测单元侦测电容单元的第二端的电压上升斜率并输出至第一比较器及第二比较器，所述第一比较器、及第二比较器分别将该电压上升斜率与对应预设的最小开机时间的第一斜率及对应预设的最大开机时间的第二斜率进行比较，控制模块根据比较结果改变所述电容单元的电容量，从而调节电容单元的第二端的电压上升至输入电压的时间，控制面板开机时间符合正常开机时间范围，提高产品品质。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。