功耗检测系统及其验证系统的制作方法

本实用新型涉及显示技术领域，具体地，涉及功耗检测系统及其验证系统。

背景技术：

随着手机、平板以及笔记本等电子设备的普及，市场对显示屏的要求越来越高。传统液晶显示面板的栅极线路采用配线从驱动芯片导入信号使液晶显示面板中对应的薄膜晶体管(TFT)开启，使得显示信号能够通过导通的薄膜晶体管输入到像素单元中以完成画面的显示。由于每一条配线对应一行栅极电路，配线条数较多，占用空间较大。为响应市场窄边框高解析度高分辨率产品需求，集成栅极驱动电路(Gate Driver In Array,GIA)技术应运而生。GIA电路因其具有减少外围驱动芯片及其连线的数量、降低显示模组成本、提高显示面板分辨率和弯折度等优点而引起了广泛的关注。

由于在使用GIA电路的同时会增加显示屏的总体功耗，因此显示面板厂商需要从GIA电路的方案厂商获取GIA电路的功耗。传统的GIA电路耗电评估方法是：显示面板厂商将GIA电路的负载以及其他功耗模拟条件告知方案厂商，然后方案厂商借助专业软件进行模拟，最终得出GIA电路的模拟功耗。

然而，由于而厂商反馈的功耗模拟结果相比于GIA电路的功耗往往偏小，不能真实反映出实际产品的GIA电路耗电状况，因此会使得显示屏的总体功耗被低估，从而影响显示屏的性能预测。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种功耗检测系统，相比于厂商反馈的功耗模拟结果，所述功耗检测系统通过检测与计算得到的模拟功耗更接近于功耗。

根据本实用新型的一方面，提供了一种功耗检测系统，用于产生模拟功耗以模拟驱动电路作用于负载电路而产生的标准功耗，所述驱动电路对所述负载电路提供标准驱动信号，所述功耗检测系统包括：阻抗电路，所述阻抗电路的阻抗等效于负载的阻抗；以及检测装置，用于提供第二驱动信号至所述阻抗电路，所述第二驱动信号的高电平电压与低电平电压分别与所述标准驱动信号的高电平电压和低电平电压相等，以及用于通过作用于所述阻抗电路而产生所述模拟功耗。

优选地，所述检测装置包括：电压控制模块，用于产生电压控制信号；电源模块，用于根据所述电压控制信号生成至少包括第一电压、第二电压以及第三电压的多个电源电压，所述第二电压的电压值与所述第三电压的电压值分别等于所述标准驱动信号的高电平电压与低电平电压，所述第一电压的电压值低于所述第二电压的电压值；波形生成模块，用于根据所述第一电压生成第一驱动信号；以及驱动模块，用于根据所述第二电压、所述第三电压和所述第一驱动信号产生所述第二驱动信号。

优选地，所述驱动模块中包括检测电路，在所述驱动模块中，所述检测电路用于检测所述第二电压的电压值、所述第三电压的电压值、所述第二电压产生的电流值以及所述第二电压产生的电流值。

优选地，所述第一驱动信号为方波信号，所述第一驱动信号的高电平电压和低电平电压分别等于所述第一电压的电压值和0。

优选地，所述第一驱动信号的占空比为50％。

优选地，所述模拟功耗等于所述驱动模块中所述第二电压的电压值与所述第二电压产生的电流值的乘积的绝对值与所述驱动模块中所述第三电压的电压值与所述第三电压产生的电流值的乘积的绝对值之和。

优选地，所述电源模块包括第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块根据所述电压控制信号产生所述第一电压，所述第二电源模块根据所述电压控制信号产生所述第二电压和所述第三电压。

优选地，所述阻抗电路包括串联或者并联的电阻和电容，所述串联或者并联的电阻和电容的一端接地，另一端接收所述第二驱动电压。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种如上所述的任一功耗检测系统的验证系统，用于产生近似于所述标准功耗的参考功耗以验证所述功耗检测系统得出的所述模拟功耗的准确性，所述验证系统包括：所述检测装置，用于提供所述第二驱动信号；以及内部包含有所述负载电路的裸片，所述裸片对外具有与所述负载电路对应的管脚，所述管脚接收所述第二驱动信号。

优选地，所述检测装置与所述裸片通过短路棒探针对应相连。

本实用新型实施例的功耗检测系统对GIA电路作用于负载电路而产生的标准功耗进行模拟而得到模拟功耗，相比于厂商反馈的GIA电路的功耗模拟结果，本实用新型实施例的功耗检测系统能够得出更接近于标准功耗的模拟功耗，从而更真实地反映出实际产品的GIA电路耗电状况，保证了对显示屏的性能预测的准确性。

本实用新型实施例的验证系统通过将所述功耗检测系统中的检测装置直接作用于包含负载电路的裸片上而得到近似于标准功耗的参考功耗，从而能够验证本实用新型实施例的所述功耗检测系统所获得的模拟功耗的准确性。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出显示驱动电路中的GIA电路及其负载电路的示意性框图。

图2示出本实用新型实施例的功耗检测系统的示意性框图。

图3示出本实用新型实施例的功耗检测系统中电源模块的示意性框图。

图4示出本实用新型实施例的功耗检测系统中阻抗电路的结构示意图。

图5示出本实用新型实施例的功耗检测系统中阻抗电路的一种替代实施例的结构示意图。

图6示出本实用新型实施例的功耗检测系统中波形生成模块输出的第一驱动信号与驱动模块输出的第二驱动信号的波形示意图。

图7示出用于对本实用新型实施例的功耗检测系统进行检验的验证系统的示意性框图。

图8示出GIA电路的负载电路中的帧起始信号、帧结束信号以及时钟信号的波形示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

图1示出显示驱动电路中的GIA电路及其负载电路的示意性框图。

如图1所述，在显示驱动电路中，GIA电路1对其负载电路2提供标准驱动信号drv0，该标准驱动信号drv0作用于负载电路2而在GIA电路1中产生标准功耗P_act。

下面通过附图对本实用新型作具体说明。

图2示出本实用新型实施例的功耗检测系统的示意性框图。图3示出本实用新型实施例的功耗检测系统中电源模块的示意性框图。

如图2所示，本实用新型实施例的功耗检测系统包括阻抗电路2000以及检测装置3000。功耗检测系统的作用是模拟出GIA电路作用于负载电路2所产生的标准功耗P_act，其中，检测装置3000对阻抗电路2000提供的第二驱动信号drv2用于模拟GIA电路1对负载电路2提供的标准驱动信号drv0(如图1所示)，阻抗电路2000用于模拟出与负载电路2(如图1所示)等效的电容负载与电阻负载，从而通过对检测装置3000中相关的电流值与电压值的计算得到模拟功耗P_sim，该模拟功耗P_sim与标准功耗P_act近似。

检测装置3000包括电压控制模块3310、电源模块3320、波形生成模块3330以及驱动模块3340。下面对检测装置3000中各模块的作用以及各模块之间的信号关系进行详细描述。

电压控制模块3310产生电压控制信号Vc并将其输入至电源模块3320。如图3所示，电源模块3320包括第一电源模块3321和第二电源模块3322，其中，第一电源模块3321在电压控制信号Vc的控制下产生第一高电平电压V1_H和第一低电平电压V1_L，第二电源模块3322在电压控制信号Vc的作用下产生第二高电平电压V2_H和第二低电平电压V2_L。其中，第一高电平电压V1_H和第一低电平电压V1_L为波形生成模块3330的供电电压，第二高电平电压V2_H和第二低电平电压V2_L为驱动模块3340的供电电压。

波形生成模块3330生成第一驱动信号drv1并输入至驱动模块3340，驱动模块3340根据第一驱动信号drv1产生第二驱动信号drv2并输入至阻抗电路2000。

图4示出本实用新型实施例的功耗检测系统中阻抗电路的结构示意图。图5示出本实用新型实施例的功耗检测系统中阻抗电路的一种替代实施例的结构示意图。

如图4所示，阻抗电路2000中包括串联的电容Ceq和电阻Req，串联后的电容Ceq和电阻Req的一端接收第二驱动信号drv2，另一端接地。阻抗电路2000为负载电路2的等效模型。作为一种替代的实施例，如图5所示，阻抗电路2000包括并联的电容Ceq2和电阻Req2。

图6示出本实用新型实施例的功耗检测系统中波形生成模块输出的第一驱动信号与驱动模块输出的第二驱动信号的波形示意图。

波形生成模块3330用于生成第一驱动信号drv1，该第一驱动信号drv1例如为如图6所示的占空比为50％的方波信号。第一驱动信号drv1的高电平电压值与低电平电压值分别为第一高电平电压V1_H和第一低电平电压V1_L。第一高电平电压V1_H例如为3.3V，第一低电平电压V1_L例如为0。

驱动模块3340将第一驱动信号drv1转换为具有更强的驱动能力的第二驱动信号drv2，例如当第一驱动信号drv1的波形为如图6所示的占空比为50％的方波信号时，第二驱动信号drv2的波形为如图6所示的占空比为50％的方波信号，且第二驱动信号drv2的高电平电压值与低电平电压值分别为第二高电平电压V2_H和第二低电平电压V2_L。第二高电平电压V2_H的电压值与第二低电平电压V2_L的电压值与待检测的GIA电路所提供的标准驱动信号drv0的高电平电压与低电平电压相同，第二高电平电压V2_H的电压值高于第一高电平电压V1_H，第二高电平电压V2_H的电压值例如为15V而第二低电平电压V2_L的电压值例如为-11V。因此，第二驱动信号drv2对GIA电路1(如图1所示)作用于负载电路2(如图1所示)而产生的标准驱动信号drv0的幅值进行了模拟。

在上述前提下，驱动模块3340还包括检测电路，该检测电路能够检测第二高电平电压V2_H作用于驱动模块3340而产生的电流I_H以及第二低电平电压V2_L作用于驱动模块3340而产生的电流I_L，从而我们可以通过计算得出模拟功耗P_sim，其中高电平情况下的模拟功耗P_sim_H＝I_H×V2_H，低电平情况下的模拟功耗P_sim_L＝|I_L×V2_L|。

本实用新型实施例的功耗检测系统对GIA电路作用于负载电路而产生的标准功耗进行模拟而得到模拟功耗，相比于厂商反馈的GIA电路的功耗模拟结果，本实用新型实施例的功耗检测系统能够得出更接近于标准功耗的模拟功耗，从而更真实地反映出实际产品的GIA电路耗电状况，保证了对显示屏的性能预测的准确性。

图7示出用于对本实用新型实施例的功耗检测系统进行检验的验证系统的示意性框图。图8示出GIA电路的负载电路中的帧起始信号、帧结束信号以及时钟信号的波形示意图。

为验证由上述实施例得出的模拟功耗P_sim的准确性，搭建如图7所示的验证系统以得到参考功耗P_ref，参考功耗P_ref近似于GIA电路直接驱动负载电路而产生的标准功耗P_act。

验证系统包括检测装置3000、裸片(bare cell)4000以及短路棒(shorting bar)探针5000。

裸片4000包括GIA电路的负载电路2(如图1所示)，裸片4000与负载电路2相应的管脚4100所对应的信号有：帧起始信号STV_str、帧结束信号STV_end以及时钟信号CLK。通常情况下，这些信号的时序如图8所示，当帧起始信号STV_str的上升沿来临后，时钟信号CLK开始按照固定的周期与频率翻转，当帧结束信号STV_end的上升沿来临后，时钟信号CLK保持低电平。在实际的显示驱动电路中，裸片4000包括多个时钟信号CLK(例如图7所示的CLK1至CLK4)、多个帧起始信号STV_str(例如图7所示的STV_str1至STV_str4)和多个帧结束信号STV_end(例如图7所示的STV_end1至STV_end4)，每个时钟信号CLK分别对应一个帧起始信号STV_str和一个帧结束信号STV_end。

检测装置3000输出与裸片4000的上述各管脚4100对应的第二驱动信号drv2，即第二驱动信号drv2中包括多个时钟信号CLK及其对应的帧起始信号STV_str及帧结束信号STV_end，第二驱动信号drv2中的各个信号通过短路棒探针5000分别连接至裸片4000的对应管脚4100上。

下面通过具体参数对本实用新型实施例进行说明。

例如在一种利用本实用新型实施例的功耗检测系统中，第二驱动信号drv2为占空比为50％的方波，第二高电平电压V2_H的电压值例如为15V而第二低电平电压V2_L的电压值例如为-11V。阻抗电路2000包括串联的电阻Req和电容Ceq，由于在实际电路搭建中，分立的电阻与电容元件的值为标准值，因此选择电阻Req的阻值为1.82kΩ，电容Ceq的容值为800pF(由容值为470pF的电容以及容值为330pF的电容并联)。此时，驱动模块3340中的检测电路测得：当第二驱动信号drv2为高电平时，驱动模块3340输入至阻抗电路2000的电流与电压分别为2.99mA和14.97V，因此P_sim_H＝2.99mA×14.97V＝44.76mW；当第二驱动信号drv2为低电平时，驱动模块3340输入至阻抗电路2000的电流与电压分别为2.98mA和-10.81V，因此P_sim_L＝2.98mA×(-10.81V)＝32.21mW。模拟功耗P_sim＝P_sim_H+P_sim_L＝44.76mW+32.21mW＝76.98mW。

为验证上述模拟功耗的准确性，将该功耗监测系统中的检测装置3000通过短路棒探针5000连接至裸片4000。如图7所示的验证系统中，第二驱动信号drv2中包括时钟信号CLK1至CLK4、帧起始信号STV_str1至STV_str4以及帧结束信号STV_end1至STV_end4，为保持与功耗检测系统的一致性，第二驱动信号drv2中的各个信号的高电平电压为V2_H＝15V、低电平电压V2_L＝-11V。此时，检测装置的驱动模块中的检测电路测得：当第二驱动信号drv2为高电平时，驱动模块3340输入至阻抗电路2000的电流与电压分别为3.34mA和14.97V，因此P_ref_H＝3.34mA×14.97V＝50.00mW；当第二驱动信号drv2为低电平时，驱动模块3340输入至阻抗电路2000的电流与电压分别为3.34mA和-10.81V，因此P_ref_L＝2.98mA×(-10.81V)＝36.11mW。参考功耗P_ref＝P_ref_H+P_ref_L＝50.00mW+36.11mW＝86.11mW

模拟功耗P_sim与参考功耗P_ref之间的差值为9.13mW，其来源主要为：在本实施例的功耗检测系统中，阻抗电路2000为由分立的电容与电阻搭建的GIA电路的负载模型，然而由于在实际操作中，电容容值与电阻的阻值只能为标准的分立值，例如电阻的阻值取1.82kΩ、电容的容值取800pF(由容值为470pF的电容与容值为330pF的电容并联得到)，而在负载电路2中，电阻的值约为1.77kΩ、电容的值约为799pF至831pF不等，因此阻抗电路2000中的电容电阻参数与GIA电路的负载电路的电容值与电阻值存在一定的差异，因此通过分立的电容与电阻实现的阻抗电路会影响功耗检测系统所测出的模拟功耗P_sim的精度。但是由于模拟功耗P_sim与参考功耗P_ref之间的差值仍在允许范围之内，且由本实用新型实施例得到的模拟功耗P_sim的误差小于借助软件模拟出的功耗的误差，因此本实用新型实施例的方案的可行性得到了验证。

本实用新型实施例的验证系统通过将所述功耗检测系统中的检测装置直接作用于包含负载电路的裸片上而得到近似于标准功耗的参考功耗，从而能够验证本实用新型实施例的所述功耗检测系统所获得的模拟功耗的准确性。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。