[发明专利]防止电容式触摸按键误检知的控制方法及用电器

说明书

技术领域

本发明涉及电控方法及用电器，特别是一种防止电容式触摸按键误检知的控制方法及带触摸按键的用电器。

背景技术

现有的触摸按键可以分为电阻式、电容式、红外线式和表面声波式四个大类。其中电容式触摸按键由于可直接集成在PCB板中、尺寸灵活、额外成本低等优点，得到了广泛的使用。

如图1所示，电容式触摸按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的RC振荡器，其中包含电容C1，人手指可看做一个接地的大电容C2，手指F触摸到触摸按键T会导致RC振荡电路的电容值C变化，RC振荡电路的电容值C就会增加，C＝C1+C2。RC振荡电路的充电时间是固定不变的，假设为t_C，如图2所示，在电容式触摸按键通电后，手指不接触触摸按键时，经过t_C时间后，RC振荡电路的电压V_RC达到最大值V_max，若设置一个小于V_max的阈值电压V_TH，那么在整个RC振荡电路的充放电周期内，RC振荡电路的电压V_RC大于阈值电压V_TH的时间也是固定的。由于充电时间是固定不变的，所以手指触摸按键使电容值增大后，在t_C时间内，RC振荡电路的电压V_RC变小了，只能达到V_mid，而阈值电压V_TH是系统设定的值，不会随环境因素改变，所以手指触摸到触摸按键后，从V_mid下降到V_TH的时间会缩短，我们定义这一时间为RC振荡电路的放电检测时间t，并且放电检测时间t的缩短量为Δt，这样通过测量RC振荡电路的电压V_RC在开始放电后位于阈值电压V_TH以上的时间，即RC振荡电路的放电检测时间t是否缩短超过Δt就可以侦测触摸按键是否被按下。

另外，RC振荡电路的充放电时间计算公式为：t＝RC×Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]，其中V1为充电电压，V0为初始电压，Vt为t时刻电容上的电压值。由公式可以看出，充放电时间的长短不仅与RC振荡电路的电阻值和电容值有关，还受到RC振荡电路的充电电压的影响。而在现有的触摸按键检知电路中，通常RC振荡电路的充电电压V1不是恒定不变的，假设在一个触摸按键检测的基准周期T内，RC振荡电路的充电电压V1下降ΔV时，放电检测时间t下降了Δt，到了会使触摸按键误检知的临界值，我们可以认为在一个触摸按键检测的基准周期T内电压下降ΔV以上是会导致触摸按键误检知的充电电压剧烈波动情况，根据触摸按键的检知原理，在这些充电电压剧烈波动的时间点，触摸按键的检知很容易出现错误，控制芯片会判定为触摸按键被按下。例如在控制芯片刚得电的瞬间，RC振荡电路的充电电压V1会有较大的波动，控制芯片通电后的t1时间内，RC振荡电路的充电电压V1会上升到一个峰值然后回落稳定值，如果V1的峰值到V1的稳定值之间的变化较大，则有可能导致RC振荡电路的放电检测时间t会缩短Δt或更多，让控制芯片误判定为触摸按键被按下，如图3所示，则是V1的峰值到V1的稳定值之间的变化刚好为ΔV，此时RC振荡电路的放电检测时间t会缩短Δt。而在较大的负载通电的瞬间，例如数量较多的LED同时点亮时，RC振荡电路的充电电压V1也会下降比较厉害，如图4所示，RC振荡电路的充电电压V1下降ΔV，会导致RC振荡电路的放电检测时间t会缩短Δt，让控制芯片误判定为触摸按键被按下。

一般的情况下，由于RC振荡电路的充电电压V1不是恒定不变的，所以控制芯片会在前一触摸按键检测的基准周期T内检测RC振荡电路的充电电压V1的实时电压值，从而得到相应的导致触摸按键误检知的电压临界值，并且在下一个触摸按键检测的基准周期T开始时对导致触摸按键误检知的电压临界值作出调整，从而能够准确判断RC振荡电路的充电电压V1在当前电压值下导致触摸按键误检知的电压临界值是多少，在一个触摸按键检测的基准周期T内，如果RC振荡电路的充电电压V1下降值可能超过ΔV，如图5所示，这就直接导致RC振荡电路的放电检测时间t缩短更多，更容易会让控制芯片误判定为触摸按键被按下，在图5中，实线是RC振荡电路的充电电压的变化曲线，点划线是导致触摸按键误检知的临界电压值的变化曲线。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种防止电容式触摸按键误检知的控制方法。