实时开路和短路检测与保护电路及LED驱动芯片的制作方法

本发明属于集成电路领域，特别涉及一种实时开路和短路检测与保护电路及led驱动芯片。

背景技术：

1、从2000年以来，我国led显示应用行业稳步发展，总体规模逐年提升，目前已经成为led产业链中的重要组成部分，以led显示屏为代表的led显示应用产品在社会经济各个领域得到了广泛应用，led显示应用产业已成为了优势和特色明显、发展欣欣向荣的新兴产业。

2、led显示屏一般由一个或多个led显示模块构成。每个led显示模块可包括led像素阵列和用于驱动led像素阵列的驱动单元。例如，像素阵列可以是4*4、16*16、32*32或64*64的像素阵列等等。每个像素点可以是单色、双基色或三基色(全彩)像素单元。单色是指只有一种颜色的led管，多为单红色，在某些特殊场合也可用黄绿色；双基色像素单元由红色和绿色led管组成；全彩色像素单元由红色、绿色和蓝色led管组成。全彩色像素单元的类型通常包括2r1 g、2r1 g1 b、1r1 g1 b等，2r1 g指一个像素单元有2个红色led管和1个绿色led管，2r1 g1 b指一个像素单元有2个红色led管、1个绿色led管和1个蓝色led管，1r1 g1 b指一个像素单元有1个红色led管、1个绿色led管和1个蓝色led管。

3、图1示出了一种根据现有技术的led显示屏的控制电路的电路示意图(cn101866613a)。如图1所示，led显示屏由m行*n列led矩阵排列构成。该控制电路包括行译码器11、行驱动器12、列驱动器14以及放电装置等。

4、目前市场上led显示屏大都采用行扫描的方式，在led使用过程中led灯因自身故障造成led开路和短路损坏的情况比较常见。led灯开路后除造成自身不亮外还会通过行线和列线影响到其所在行和列其他led灯，形成开路“十字架”异常。led灯短路后会造成被短路的列线上除自身短路灯之外所有的led常亮的异常现象。

技术实现思路

1、为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种实时开路和短路检测与保护电路，包括：

2、多路选择器、驱动输出焊盘、比较器、锁存器、反相器、与门、晶体管，恒流单元、开路数据存储器、图像数据存储器以及逻辑运算单元，

3、多路选择器选择开路检测阈值电压和短路检测阈值电压之一提供给比较器，

4、所述比较器的第一输入端连接多路选择器的输出端，第二输入端通过限流电阻连接到驱动输出焊盘，

5、锁存器的g端(控制端)与比较器的输出端相连、d端与短路检测使能相连、rn端接收复位信号、q端连接至与门的一端，

6、恒流输出使能信号通过反相器连接至与门的另一端，

7、晶体管的栅极连接至与门的输出端，漏极和源极连接在电源和比较器的第二输入端之间，

8、开路数据存储器与比较器的输出端相连，

9、逻辑运算单元通过读取图像数据存储器和开路数据存储器的数据经运算后控制恒流单元。

10、在本发明的一个实施例中，开路检测和短路检测交替进行。

11、在本发明的一个实施例中，所述驱动输出焊盘与led显示屏的通道相连。

12、在本发明的一个实施例中，当进行开路检测时，多路选择器选择开路检测阈值电压输入到比较器中，比较器通过与开路检测阈值电压比较得出结果，如果通道电压高于开路检测阈值电压，则输出高电平1；如果通道电压低于开路检测阈值电压，则输出低电平0，并按扫描顺序存储在开路数据存储器中。

13、在本发明的一个实施例中，当比较器输出低电平0时，关闭恒流单元显示，实现开路保护。

14、在本发明的一个实施例中，每隔特定时间，将开路数据存储器进行复位，将已标记为开路点的数据进行重新检测并存储。

15、在本发明的一个实施例中，当进行短路检测时，多路选择器选择短路检测阈值电压输入到比较器中，当led显示屏存在led管短路情况，列线与被短路的行线电压相同，比较器判断列电压大于阈值电压，输出高电平，通过锁存器将高电平状态锁定，当恒流输出使能信号为低电平时，与门输出高电平打开晶体管，将输出通道置为高电位。

16、本发明的另一个实施例提供一种led驱动芯片，包括：

17、多个恒流源、通道恒流控制及开短路检测模块、通道显示运算模块、逻辑控制模块、数据存储器以及移位寄存器，

18、多个恒流源分别向led显示屏的每一通道提供电流，

19、所述通道恒流控制及开短路检测模块向多个恒流源提供驱动控制信号以便开启或关闭每个恒流源同时检测与每个恒流源对应的通道中是否存在开路和短路，所述所述通道恒流控制及开短路检测模块包括实时开路和短路检测与保护电路。

20、在本发明的另一个实施例中，通过电流调整单元微调多个恒流源中的每一个的电流。

21、在本发明的另一个实施例中，通过所述逻辑控制模块调整比较器阈值电压。

22、通过本发明提供的实时开路和短路检测与保护电路，在led显示过程中能够进行实时开路和短路检测及保护。开路检测和短路检测通过一个电压比较器完成。开路检测和短路检测交替进行。不需要特殊的检测时序，检测是伴随在正常显示图像过程中自动完成的。现有技术的其他方案都是需要特殊时序或条件的。在图像显示过程中，只要新增的开路led，都会被实时的标记。在图像显示过程中，只要该列存在任何一个短路led，该列都会被实时的标记并启动保护机制。对于已经被标记为开路点的数据，如led被维修好后，经由上述周期复位检测机制可将开路检测数据由0变为1，即由标记的开路灯变为正常灯。开路检测阈值电压和短路检测阈值电压可以设定不同的电压档位，可通过寄存器进行选择。

技术特征：

1.一种实时开路和短路检测与保护电路，包括：

2.根据权利要求1所述的实时开路和短路检测与保护电路，开路检测和短路检测交替进行。

3.根据权利要求1所述的实时开路和短路检测与保护电路，其特征在于，所述驱动输出焊盘与led显示屏的通道相连。

4.根据权利要求3所述的实时开路和短路检测与保护电路，其特征在于，当进行开路检测时，多路选择器选择开路检测阈值电压输入到比较器中，比较器通过与开路检测阈值电压比较得出结果，如果通道电压高于开路检测阈值电压，则输出高电平1；如果通道电压低于开路检测阈值电压，则输出低电平0，并按扫描顺序存储在开路数据存储器中。

5.根据权利要求4所述的实时开路和短路检测与保护电路，其特征在于，当比较器输出低电平0时，关闭恒流单元显示，实现开路保护。

6.根据权利要求5所述的实时开路和短路检测与保护电路，其特征在于，每隔特定时间，将开路数据存储器进行复位，将已标记为开路点的数据进行重新检测并存储。

7.根据权利要求3所述的实时开路和短路检测与保护电路，当进行短路检测时，短路检测使能为1，多路选择器选择短路检测阈值电压输入到比较器中，当led显示屏存在led管短路情况，列线与被短路的行线电压相同，比较器判断列电压大于阈值电压，输出高电平，通过锁存器将高电平状态锁定，当恒流输出使能信号为低电平时，与门输出高电平打开晶体管，将输出通道置为高电位。

8.一种led驱动芯片，包括：

9.根据权利要求8所述的led驱动芯片，其特征在于，通过电流调整单元微调多个恒流源中的每一个的电流。

10.根据权利要求8所述的led驱动芯片，其特征在于，通过所述逻辑控制模块调整比较器阈值电压。

技术总结
本发明涉及集成电路技术领域。本发明提供一种实时开路和短路检测与保护电路，包括：多路选择器、驱动输出焊盘、比较器、锁存器、反相器、与门、晶体管，恒流单元、开路数据存储器、图像数据存储器以及逻辑运算单元，多路选择器选择开路检测阈值电压和短路检测阈值电压之一提供给比较器，所述比较器的第一输入端连接多路选择器的输出端，第二输入端通过限流电阻连接到驱动输出焊盘，锁存器的G端(控制端)与比较器的输出端相连、D端与短路检测使能相连、RN端接收复位信号、Q端连接至与门的一端，恒流输出使能信号通过反相器连接至与门的另一端，晶体管的栅极连接至与门的输出端，漏极和源极连接在电源和比较器的第二输入端之间，开路数据存储器与比较器的输出端相连，逻辑运算单元通过读取图像数据存储器和开路数据存储器的数据经运算后控制恒流单元。

技术研发人员：卢晓冬,黄新
受保护的技术使用者：无锡芯涛微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17