[发明专利]一种电容式触摸屏检测电路及其升压电路

说明书

[技术领域]

本发明涉及触摸技术，尤其涉及一种电容式触摸屏检测电路及其升压电路。

[背景技术]

上世纪七十年代，美国军方首次将触摸屏(Touch Panel)技术应用于军事用途，此后，该项技术逐渐向民用移转，并且随着网络技术的发展和互联网应用的普及，新一代触摸技术和产品相继出现，其坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点得到大众的认同。目前，这种最为轻松的人机交互技术已经被推向众多领域，除了应用于个人便携式信息产品(如使用手写输入技术的PC、PDA、AV等)之外，应用领域遍及信息家电、公共信息(如电子政务、银行、医院、电力等部门的业务查询等)、电子游戏、通讯设备、办公室自动化设备、信息收集设备及工业设备等等。

随着手机、电脑等消费类电子的快速发展，触摸技术越来越受到人们的重视，应用领域越来越广，它已经成了继键盘、鼠标、手写板、语音输入后最为普通百姓所易接受的输入方式。因为利用这种技术，用户只要用手指轻轻地触碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术极大方便了用户，非常适合多媒体信息查询。同时，这种人机交互方式赋予了多媒体崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。其中，电容式触摸设备由于能够实现多点触摸，可以实现更多特色的功能，并且无需发生物理形变，从而寿命更长、触感更好，近来成为触摸设备市场上的新秀，未来发展前景十分广阔。

如图1所示，电容式触摸设备分为自电容检测和互电容检测。互电容检测，即检测发生触摸时，不同行(列)之间耦合电容的变化，其原理是，互电容的一端接发射端(Transmitter)，其发出扫描信号，电容另一端为接收端(Receiver)，它对扫描信号做出响应，并计算出响应的幅度。当外界的变化导致电容值发生变化时(如被人体触摸到)，接收端(Receiver)响应的幅度发生变化，则可以判断出对应的坐标的电容发生了变化，再交由MCU做出处理，这就完成了检测过程。

自电容检测，其原理是，触摸设备的同一行(列)的自电容(导线和地之间形成的电容)的一端接到检测设备上，既是发射端(Transmitter)，又是接收端(Receiver)，另一端接地。当触摸发生时，人体连到地形成的电容和触摸设备上的自电容并联，等效电容增加了，此时接收端的收到响应电压(或电荷、时间等)发生变化，可得知这一行(列)发生了触摸；通过全屏扫描，即可得知触摸点所在的行和列，从而得到触摸点具体坐标。

为了抵抗RF等噪声干扰，提高信噪比，一个比较好的方法是提高扫描信号的电压，而很多产品终端为了降低功耗，都采用较低电压的电源。因此，就需要使用升压电路。

一个典型的升压电路如图2所示。它由低压电源、电感、肖特基二极管、电容、时序控制电路以及输出功率管组成。PWM控制电路会发出周期性的方波，如图3中A点波形。A点电压在高电平时，VDD的电流通过电感、MOS管流到地，且电流会逐渐上升，此时肖特基二极管不导通。当A点电压的下降沿到来时，MOS管关闭，由于电感的存在，电流不会立即降为0，B点电压迅速升高，直至高于C点电压0.2V以上时，肖特基二极管导通，电流流到电容上，C点输出电压升高，B点电压相应上升；同时控制电路会检测C点电压，若未超过设定电压(VDDH)，A点维持低电平，继续给电容充电，反之则变为高电平，MOS管导通，B点电压降为接近0，肖特基二极管关闭，C点电压由电容维持，并给负载供电，电压慢慢下降。直至下一个周期的下降沿到来时，再重复上述过程。

图3是目前市场上最流行的电容式触摸屏检测电路，这是一种互电容检测电路，由三颗IC组成，分别是升压电路、发射端电路和接收端电路，作用分别是得到一个较高的电压、对触摸屏发出扫描信号，和对扫描信号做出响应。其中，升压电路需要片外电感、肖特基二极管以及电容来配合，并须要占用2个封装引脚：boost和sense。这种电容式触摸屏检测电路的缺点是：

1.需要三颗IC来实现检测功能，成本较高，占用电路板面积大。

2.升压电路需要电感、电容、肖特基二极管，以及2个封装引脚，片外辅助元件多。

3.电感式升压电路存在EMI(电磁干扰)问题。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种片外辅助元件少，电磁干扰小的用于电容式触摸屏检测电路的升压电路。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种片外辅助元件少，电磁干扰问题小的电容式触摸屏检测电路。