[發(fā)明專利]一種電容式觸摸屏檢測(cè)電路及其升壓電路

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010126435.2
• 申請(qǐng)日: 2010-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN101840296A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫良華;劉衛(wèi)平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 敦泰科技(深圳)有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/044
• 分類號(hào): G06F3/044;H02M3/07
• 代理公司: 深圳市興科達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44260
• 代理人: 杜啟剛

[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及觸摸技術(shù)，尤其涉及一種電容式觸摸屏檢測(cè)電路及其升壓電路。

[背景技術(shù)]

上世紀(jì)七十年代，美國(guó)軍方首次將觸摸屏(Touch?Panel)技術(shù)應(yīng)用于軍事用途，此后，該項(xiàng)技術(shù)逐漸向民用移轉(zhuǎn)，并且隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及，新一代觸摸技術(shù)和產(chǎn)品相繼出現(xiàn)，其堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)得到大眾的認(rèn)同。目前，這種最為輕松的人機(jī)交互技術(shù)已經(jīng)被推向眾多領(lǐng)域，除了應(yīng)用于個(gè)人便攜式信息產(chǎn)品(如使用手寫輸入技術(shù)的PC、PDA、AV等)之外，應(yīng)用領(lǐng)域遍及信息家電、公共信息(如電子政務(wù)、銀行、醫(yī)院、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢等)、電子游戲、通訊設(shè)備、辦公室自動(dòng)化設(shè)備、信息收集設(shè)備及工業(yè)設(shè)備等等。

隨著手機(jī)、電腦等消費(fèi)類電子的快速發(fā)展，觸摸技術(shù)越來越受到人們的重視，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，它已經(jīng)成了繼鍵盤、鼠標(biāo)、手寫板、語音輸入后最為普通百姓所易接受的輸入方式。因?yàn)槔眠@種技術(shù)，用戶只要用手指輕輕地觸碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)，這種技術(shù)極大方便了用戶，非常適合多媒體信息查詢。同時(shí)，這種人機(jī)交互方式賦予了多媒體嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。其中，電容式觸摸設(shè)備由于能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)觸摸，可以實(shí)現(xiàn)更多特色的功能，并且無需發(fā)生物理形變，從而壽命更長(zhǎng)、觸感更好，近來成為觸摸設(shè)備市場(chǎng)上的新秀，未來發(fā)展前景十分廣闊。

如圖1所示，電容式觸摸設(shè)備分為自電容檢測(cè)和互電容檢測(cè)。互電容檢測(cè)，即檢測(cè)發(fā)生觸摸時(shí)，不同行(列)之間耦合電容的變化，其原理是，互電容的一端接發(fā)射端(Transmitter)，其發(fā)出掃描信號(hào)，電容另一端為接收端(Receiver)，它對(duì)掃描信號(hào)做出響應(yīng)，并計(jì)算出響應(yīng)的幅度。當(dāng)外界的變化導(dǎo)致電容值發(fā)生變化時(shí)(如被人體觸摸到)，接收端(Receiver)響應(yīng)的幅度發(fā)生變化，則可以判斷出對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)的電容發(fā)生了變化，再交由MCU做出處理，這就完成了檢測(cè)過程。

自電容檢測(cè)，其原理是，觸摸設(shè)備的同一行(列)的自電容(導(dǎo)線和地之間形成的電容)的一端接到檢測(cè)設(shè)備上，既是發(fā)射端(Transmitter)，又是接收端(Receiver)，另一端接地。當(dāng)觸摸發(fā)生時(shí)，人體連到地形成的電容和觸摸設(shè)備上的自電容并聯(lián)，等效電容增加了，此時(shí)接收端的收到響應(yīng)電壓(或電荷、時(shí)間等)發(fā)生變化，可得知這一行(列)發(fā)生了觸摸；通過全屏掃描，即可得知觸摸點(diǎn)所在的行和列，從而得到觸摸點(diǎn)具體坐標(biāo)。

為了抵抗RF等噪聲干擾，提高信噪比，一個(gè)比較好的方法是提高掃描信號(hào)的電壓，而很多產(chǎn)品終端為了降低功耗，都采用較低電壓的電源。因此，就需要使用升壓電路。

一個(gè)典型的升壓電路如圖2所示。它由低壓電源、電感、肖特基二極管、電容、時(shí)序控制電路以及輸出功率管組成。PWM控制電路會(huì)發(fā)出周期性的方波，如圖3中A點(diǎn)波形。A點(diǎn)電壓在高電平時(shí)，VDD的電流通過電感、MOS管流到地，且電流會(huì)逐漸上升，此時(shí)肖特基二極管不導(dǎo)通。當(dāng)A點(diǎn)電壓的下降沿到來時(shí)，MOS管關(guān)閉，由于電感的存在，電流不會(huì)立即降為0，B點(diǎn)電壓迅速升高，直至高于C點(diǎn)電壓0.2V以上時(shí)，肖特基二極管導(dǎo)通，電流流到電容上，C點(diǎn)輸出電壓升高，B點(diǎn)電壓相應(yīng)上升；同時(shí)控制電路會(huì)檢測(cè)C點(diǎn)電壓，若未超過設(shè)定電壓(VDDH)，A點(diǎn)維持低電平，繼續(xù)給電容充電，反之則變?yōu)楦唠娖剑琈OS管導(dǎo)通，B點(diǎn)電壓降為接近0，肖特基二極管關(guān)閉，C點(diǎn)電壓由電容維持，并給負(fù)載供電，電壓慢慢下降。直至下一個(gè)周期的下降沿到來時(shí)，再重復(fù)上述過程。

圖3是目前市場(chǎng)上最流行的電容式觸摸屏檢測(cè)電路，這是一種互電容檢測(cè)電路，由三顆IC組成，分別是升壓電路、發(fā)射端電路和接收端電路，作用分別是得到一個(gè)較高的電壓、對(duì)觸摸屏發(fā)出掃描信號(hào)，和對(duì)掃描信號(hào)做出響應(yīng)。其中，升壓電路需要片外電感、肖特基二極管以及電容來配合，并須要占用2個(gè)封裝引腳：boost和sense。這種電容式觸摸屏檢測(cè)電路的缺點(diǎn)是：

1.需要三顆IC來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能，成本較高，占用電路板面積大。

2.升壓電路需要電感、電容、肖特基二極管，以及2個(gè)封裝引腳，片外輔助元件多。

3.電感式升壓電路存在EMI(電磁干擾)問題。

[發(fā)明內(nèi)容]

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種片外輔助元件少，電磁干擾小的用于電容式觸摸屏檢測(cè)電路的升壓電路。

本發(fā)明另一個(gè)要解決的技術(shù)問題是提供一種片外輔助元件少，電磁干擾問題小的電容式觸摸屏檢測(cè)電路。