一种显示屏VCOM电压调节电路的制作方法

本实用新型涉及显示屏控制的技术领域，尤其是涉及一种显示屏vcom电压调节电路。

背景技术：

随着电子信息技术的飞速发展，显示屏在智能设备上的应用也越来越多，同时显示屏的生产厂家有很多，不同厂家对于一些通用显示屏的尺寸/接口定义都是一样的，但是显示屏的一些电压参数，如vcom电压是不一样的。而使用显示屏生产整机的厂商会考虑同时兼容这些不同厂家的显示屏，这就需要在电路板上做屏的兼容设计。

现有产品设计vcom电压一般采用不同的硬件配置电路或者通过调压芯片获得，但是如果采用不同的硬件配置电路，一般兼容设计会在板上预留不同的电路及参数，搭配不同显示屏的时候，根据显示屏的参数，按不同的器件去贴片。这样生产的时候就要做区分，要分开生产、分开管控，不利于大批量生产来降低成本。同样生产出来的电路板也要根据屏来搭配，搭配错误的话，将影响显示效果。如果采用调压芯片的方式，成本则较高。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种vcom电压调节电路，通过系统的一个pwm引脚来控制vcom的输出，共用一个硬件参数，通过不同的软件配置，实现不同的电压输出。

本实用新型的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种显示屏vcom电压调节电路，用于显示屏，包括：

调节模块，包括用于连接外部控制器以接收pwm调制电压的输入端、以及用于提供控制电压的输出端，所述调节模块将pwm调制电压调节为控制电压，所述控制电压为正弦波且与pwm调制电压的占空比负相关；

稳压模块，包括连接所述调节模块的输入端、以及用于提供显示屏vcom电压的输出端，所述稳压模块对所述控制电压进行了稳压处理以使其输出端的vcom电压值保持稳定；

通过采用上述技术方案，由于pwm调制电压是一个方波波形，可通过外部控制器软件调整高、低电平的占空比，但是由于外部控制器输出的pwm调制电压为数字信号且幅值较小，所以调节模块将接收到的pwm调制电压调节为足够驱动显示屏正常工作的控制电压，且该控制电压受控于pwm调制电压，pwm调制电压的占空比越高，调节模块输出的控制电压电压值则越高，而pwm调制电压的占空比越低，调节模块输出的控制电压电压值则越低。

为使本实施例vcom电压输出端输出稳定电压信号且峰值处于显示屏vcom极限工作电压范围内，稳压模块将接收到的控制电压限制在一定电压范围内输出，且确保输出信号无突变的稳定输出。

优选的，所述调节模块包括：

转换单元，包括用于连接外部控制器的输入端、以及用于提供模拟电压的输出端，所述转换单元将pwm调制电压转换为模拟电压；

分压单元，包括连接所述转换单元的输入端、以及用于提供控制电压的输出端，所述分压单元将模拟电压进行分压生成有效值小于模拟电压的控制电压。

通过采用上述技术方案，转换单元将接收到的pwm调制电压转换为与其负相关的模拟电压，而分压单元将接收到的模拟进行分压，然后输出有效值小于模拟电压的控制电压。

优选的，所述转换单元包括：

放大子单元，包括用于连接外部控制器的输入端、以及用于提供放大调制电压的输出端，所述放大子单元增强了pwm调制信号的驱动能力；

dac子单元，包括连接所述放大子单元的输入端、以及用于提供模拟电压的输出端，所述dac子单元将放大调制电压进行数字模拟转换而生成模拟电压。

通过采用上述技术方案，放大子单元将接收到的pwm调制电压进行放大后输出，然后dac子单元将放大后的pwm调制电压进行模数转换，从而生成模拟电压，且dac子单元输出的模拟电压也与pwm调制电压负相关。

优选的，所述放大子单元包括第一限流电阻r1、开关三极管q1以及第二限流电阻r2；其中第一限流电阻r1用于连接外部控制器，其另一端连于开关三极管q1的基极；第二限流电阻r2串联于高电压供电端add和开关三极管q1的集电极之间，开关三极管q1的发射极接地线，其中第二限流电阻r2与开关三极管q1的连接点作为放大子单元（111）的输出端。

通过采用上述技术方案，假设开关三极管q1为npn型，当pwm调制电压为高电平时，开关三极管q1导通，此时开关三极管q1的集电极为低电平；当pwm调制电压为低电平时，开关三极管q1截止，此时开关三极管q1的集电极为高电平；开关三极管q1的集电极电压即满足pwm调制电压放大的效果，且输出放大调制电压。第一限流电阻r1的限流作用可防止开关三极管q1因基极电流过大而被击穿，第二限流电阻r2的限流作用主要是在开关三极管q1导通时防止电源与地线短路而烧坏开关三极管q1。另外，由于开关二极管q1具有转换速度快的特点，放大后的pwm调制电压则拥有较快的边沿速率，且开关三极管还具有寿命长、安全可靠、没有机械磨损、体积小等优点。

优选的，所述dac子单元包括整流电阻r3和储能电容c1；放电电阻r3的一端连于放大子单元的输出端，放电电阻r3的另一端连接于储能电容c1的一端，储能电容c1的另一端接地线，放电电阻r3与储能电容c1的连接点作为dac子单元的输出端。

通过采用上述技术方案，当放大调制电压为高电平时，储能电容c1进行充电，储能电容c1两端电压逐渐增大，当放大调制电压为低电平时，储能电容c1通过放电电阻r3进行放电，储能电容c1两端电压逐渐减小；dac子单元输出端即储能电容c1与放电电阻r3的连接点处输出正相关于放大调制电压的模拟电压。

优选的，所述分压单元包括第一分压电阻r4和第二分压电阻r5；第一分压电阻r4的一端连于dac子单元的输出端，第一分压电阻r4的另一端连接于第二分压电阻r5的一端，第二分压电阻r5的另一端接地线，其中第一分压电阻r4与第二分压电阻r5的连接点a作为分压单元的输出端。

通过采用上述技术方案，第一分压电阻r4与第二分压电阻r5上的电流相等，此时第一分压电阻r4与第二分压电阻r5两端的电压之和等于dac子单元2的输出端电压，则分压单元的输出端a点即为第二分压电阻r5两端的电压信号，a点的控制电压也正相关于放大调制电压。

优选的，所述稳压模块包括：

钳位单元，包括连接所述调节模块以接收控制电压的输入端、以及用于提供钳位电压的输出端，所述钳位电压与控制电压的大小正相关；

缓冲单元，包括连接钳位单元的输入端、以及用于提供vcom电压的输出端，所述缓冲单元将钳位电压作缓冲处理以减小其电压上升率。

通过采用上述技术方案，钳位单元的输出端电位被控制电压所钳位，将周期性变化的输入端控制电压波形的顶部或底部保持在某一确定的直流电平上然后输出钳位电压，从而起到过压保护的作用，以提高整个电路的工作稳定性；缓冲单元是电力电子器件的一种重要的保护电路，主要是利用电感电流不能突变的特性减小电流上升率，或者利用电容电压不能突变的特性减小电压上升率。

优选的，所述钳位单元包括钳位三极管q2、以及第三限流电阻r6；钳位三极管q2的基极1连于所述调节单元的输出端，第三限流电阻r6串联于钳位三极管q2的集电极与高电压供电端add之间，钳位三极管q2的发射极作为钳位单元的输出端。

通过采用上述技术方案，本实施例中钳位三极管q2选用硅管，其导通电压约为0.7v，初始状态当钳位三极管q2基极电压小于0.7v时，钳位三极管q2处于截止状态，钳位单元输出端电压为零；当钳位三极管q2基极电压增大至0.7v时，钳位三极管q2导通，此时钳位三极管q2发射极电位受集电极电位影响又大于基极电压，钳位三极管q2随之截止；若钳位三极管q2基极电压继续增大，当基极电压保持大于0.7v且小于高电压供电端add的电压值时，钳位三极管q2则始终处于不断导通与截止的状态，使得钳位三极管q2的发射极电位被基极电位钳位，即钳位单元的输出端钳位电压被控制电压钳位，输出端钳位电压的值为输入端控制的电压值减去钳位三极管q2的发射结压降0.7v；若钳位三极管q2的基极电压增大至超过高电压供电端add的电压值时，钳位三极管q2处于饱和导通状态，其发射极电位始终等于基极电位减去发射结压降0.7v；综上，在控制电压的驱动下，利用发射结压降0.7v的稳压特性，显示屏vcom电压调节电路的vcom电压输出端钳位电压受输入端的控制电压钳位，从而钳位电压也受控于pwm调制电压。

优选的，所述缓冲单元包括包括放电电阻r7和缓冲电容c2；放电电阻r7和稳压电容c2并联后，其一端接地线，另一端连于钳位单元的输出端且同时作为所述缓冲单元的输出端。

通过采用上述技术方案，缓冲单元利用电容电压不能突变的特性减小vcom电压输出端输出信号的电压上升率，当钳位单元输出的钳位电压幅值增大时，稳压电容c2逐渐充电，此时vcom电压幅值也逐渐增大；当钳位单元输出的钳位电压幅值减小时，稳压电容c2通过放电电阻r7逐渐放电，此时vcom电压幅值也逐渐减小。

优选的，所述开关三极管q1和钳位三极管q2均为npn型硅三极管。

通过采用上述技术方案，由于npn型三极管相较于pnp型三极管价格较低，质量参数也更有保障，所以市场上大多使用npn型三极管；另外，由于硅管的各参数远远好于锗管，所以硅管也被越来越多的人采用；故本实施例选用npn型硅三极管。

附图说明

图1是本申请实施例中一种显示屏vcom电压调节电路功能框图；

图2是本申请实施例中一种显示屏vcom电压调节电路原理图。

附图标记：1、调节模块；2、稳压模块；11、转换单元；12、分压单元；21、钳位单元；22、缓冲单元；111、放大子单元；112、dac子单元。

具体实施方式

以下结合附图1，对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种显示屏vcom电压调节电路。参照图1，显示屏vcom电压调节电路包括用于连接外部控制器以接收pwm调制电压并将其调节为控制电压的调节模块1、以及连于调节模块1以接收控制电压并进行稳压处理后输出vcom电压的稳压模块2。

调节模块1包括用于接收pwm调制电压并将其转换为模拟电压的转换单元11、以及连于转换单元11以接收模拟电压并将其分压后输出控制电压的分压单元12；pwm调制信号是一个方波波形，可通过软件调整高/低电平的占空比，而转换单元11输出的模拟电压与pwm调制电压的大小负相关，所以分压单元12输出的控制电压也负相关于pwm调制电压。

在本实施例中，转换单元11包括用于接收pwm调制电压并将其放大后输出的放大子单元111、以及连于放大子单元111以接收放大调制电压并将其进行模数转换后输出模拟信号的dac子单元112。

具体地，放大子单元111用于连接外部微控制器并接收pwm调制电压，并对pwm调制电压进行放大后输出，在本实施例中，放大子单元111包括第一限流电阻r1、开关三极管q1以及第二限流电阻r2；其中第一限流电阻r1的一端用于接收pwm调制电压，第一限流电阻r1的另一端连于开关三极管q1的基极，第二限流电阻r2串联于高电压供电端add和开关三极管q1的集电极之间，开关三极管q1的发射极接地线，其中第二限流电阻r2与开关三极管q1的连接点作为放大子单元的输出端。

关于放大子单元111的原理如下：串联于开关三极管q1基极与输入端pwm的第一限流电阻r1主要起到限流的作用，使开关三极管q1的基极电流工作在允许范围之内，防止开关三极管q1因基极电流过大而被击穿；开关三极管q1为npn型，所以pwm调制电压处于高电平时，开关三极管q1处于饱和导通状态，第二限流电阻r2主要也是起到限流的作用，防止开关三极管q1的集电极与发射极因电流过大造成损坏，此时，开关三极管q1的集电极为低电位；当pwm调制电压处于低电平时，开关三极管q1退出饱和区而进入截止状态，此时开关三极管q1集电极电位上升。开关三极管q1集电极与第二限流电阻r2之间作为输入单元1的输出端以输出放大调制电压。

dac子单元112，电连接于放大子单元111以接收放大调制电压，并对其进行模数转换生成模拟信号，在本实施例中，包括整流电阻r3和储能电容c1；放电电阻r3的一端连于放大子单元111的输出端，放电电阻r3的另一端连接于储能电容c1的一端，而储能电容c1的另一端接地线，放电电阻r3与储能电容c1的连接点作为dac子单元的输出端。

关于dac子单元112的原理如下：由于电容对电能的存储作用，电容两端电压不会突变；当放大调制电压为高电平时，储能电容c1进行充电，储能电容c1两端电压逐渐增大，当放大调制电压为低电平时，储能电容c1通过放电电阻r3进行放电，储能电容c1两端电压逐渐减小；dac子单元输出端即储能电容c1与放电电阻r3的连接点处输出与放大调制电压正相关的模拟电压。

分压单元12，电连接于dac子单元112以接收模拟电压并对其进行分压输出，在本实施例中，分压单元12包括第一分压电阻r4和第二分压电阻r5；第一分压电阻r4的一端连于dac子单元的输出端，其另一端连接于第二分压电阻r5的一端，而第二分压电阻r5的另一端接地线，其中第一分压电阻r4与第二分压电阻r5的连接点a作为分压单元的输出端。

关于分压单元12的原理如下：第一分压电阻r4与第二分压电阻r5上的电流相等，此时第一分压电阻r4与第二分压电阻r5两端的电压之和等于dac子单元2的输出端电压，则分压单元12的输出端a点即为第二分压电阻r5两端的电压，a点的控制电压也与放大调制电压正相关。

稳压模块2包括钳位单元21和缓冲单元22；具体地，钳位单元包括连接所述调节模块以接收控制电压的输入端和用于提供钳位电压的输出端，其中所述钳位电压与控制电压的大小正相关；缓冲单元包括连接钳位单元的输入端和用于提供vcom电压的输出端，其中所述缓冲单元将钳位电压作缓冲处理以减小其电压上升率。

具体地，钳位单元21电连接于分压单元12以接收控制电压，在本实施例中，钳位单元21包括钳位三极管q2和第三限流电阻r6；钳位三极管q2的基极连于所述调节单元的输出端，第三限流电阻r6串联于钳位三极管q2的集电极与高电压供电端add之间，钳位三极管q2的发射极作为钳位单元的输出端。

关于钳位单元21的工作原理如下：本实施例中开关三极管q1为npn型，由于外部输入高电压供电端add是高压输入，所以第三限流电阻串联在add与钳位三极管q2集电极之间，主要起到限流的作用；初始状态下，钳位三极管q2截止，在a点电压的驱动下，当钳位三极管q2的基极与发射极之间的电压大于0.7v时，即vbe>0.7v时，钳位三极管q2的基极与发射极导通，集电极与发射极也导通；当钳位三极管q2的集电极与发射极导通时，其集电极与发射极两点电位近似相等，但是此时，发射极电压大于基极电压，即vbe<0.7v，钳位三极管q2的基极与发射极截止，其集电极与发射极也将截止；当钳位三极管q2的基极与发射极截止时，发射极电压又小于基极电压，即满足vbe>0.7v，钳位三极管q2的基极与发射极又再次导通，集电极与发射极也再次导通；由于三级管的以上特性，钳位三极管q2的发射极电压会被其基极电压钳位，发射极电压为基极电压减去一个pn结的压降，即ve=vb–0.7v；综上，在a点电压的驱动下，利用发射结压降0.7v的稳压特性，钳位单元21输出的钳位电压与控制电压正相关。

缓冲单元22，电连接于钳位单元21以接收钳位电压，在本实施例中，缓冲单元22包括放电电阻r7和缓冲电容c2；放电电阻r7和稳压电容c2并联后，其一端接地线，另一端连于钳位单元的输出端且同时作为所述缓冲单元的输出端。

关于缓冲单元22的工作原理如下：由于电容的储能作用，电容两端电压不会突变，即稳压电容c2并联于vcom电压输出端，主要是减小vcom电压的电压上升率，当钳位电压增大时，稳压电容c2逐渐充电，此时vcom电压也逐渐增大；当钳位电压减小时，稳压电容c2通过放电电阻r7逐渐放电，此时vcom电压也逐渐减小；另一方面，放电电阻r7并联于稳压电容c2两端，也可以防止电容的放电电流过大，避免对与之并联的vcom电压输出端所连接的显示屏造成损坏。

本申请实施例一种显示屏vcom电压调节电路的实施原理为：

放大子单元111的输入端用于连接外部控制器以接收pwm调制电压，当pwm调制电压为高电平时，开关三极管q1导通，其集电极与地线导通，此时第二限流电阻r2相当于串联在高电压供电段add与地线之间，限制了通过开关三极管q1的电流，从而防止开关三极管q1被击穿，此时放大子单元111输出低电平；当放大子单元111接收到低电平时，开关三极管q1截止，其集电极与地线断开，放大子单元111输出高电平；由于开关三极管q1的集电极串联第二限流电阻r2后连于高电压供电段add，放大子单元111输出放大调制电压。

dac子单元112连于放大子单元111，当dac子单元112接收到高电平时，储能电容c1开始充电，整流电容两端电压逐渐增大，a点电压即dac子单元112的输出端电压也随之增大；当dac子单元112接收到低电平时，开关三极管q1处于导通状态，放电电阻r3相当于串联在储能电容c1与地线之间，储能电容c1通过放电电阻r3开始放电，而放电电阻r3同时起到放电和限流保护开关三极管q1不被击穿的作用，此时整流电容两端电压逐渐减小，即dac子单元112的输出端电压也随之减小；由于电容的储能作用，电容两端电压不能突变，所以储能电容c1两端电压即dac子单元112的输出端电压为模拟电压。

分压单元12连于dac子单元112，由于第一分压电阻r4与第二分压电阻r5上的电流相等，此时第一分压电阻r4与第二分压电阻r5两端的电压之和等于dac子单元2的输出电压，而分压单元12的输出的控制电压即为第二分压电阻r5两端电压；

钳位单元21连于分压单元12，由于三极管自身特性，当钳位三极管q2截止时，其基极有微安级漏电流通过，当钳位三极管q2导通时，其基极有毫安级微弱电流通过，所以钳位单元21接收到的控制电压依然近似于分压单元12中第二分压电阻r5两端的电压信号；当钳位三极管q2导通时，其发射极与集电极导通，此时钳位三极管q2的发射极电压值为其基极电压值减去一个pn结的压降值；当钳位三极管q2截止时，其发射极与集电极断开连接，但是钳位三极管q2的基极电压依然大于其集电极电压，钳位三极管q2再次导通，其发射极与集电极也再次导通；即由于钳位三极管q2的上述特性导致其发射极电压受其基极电压钳位，钳位单元21的输出端电压为控制电压减去一个pn结的压降。

缓冲单元22连于钳位单元21，利用电容电压不能突变的特性，稳压电容c2减小vcom电压的电压上升率，当钳位电压增大时，稳压电容c2逐渐充电，此时vcom电压也逐渐增大；当钳位电压减小时，稳压电容c2通过放电电阻r7逐渐放电，此时vcom电压也逐渐减小；综上，vcom电压为平滑波动的模拟信号。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。