[发明专利]一种触摸式开关控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路和信号处理技术，具体涉及一种高度集成无需外围器件的动态自比较电容式触摸检测控制电路技术。

背景技术

随着控制技术的发展，触摸式开关以其安全、可靠、时尚、无开关噪声的特点正逐步应用于当前家电领域。当前触摸开关主要有两种类型：电阻式和电容式。其中又以电容式触摸开关应用最为广泛。电容式触摸感应技术，通过检测手指接近时，金属电极与手指之间微小的电容变化，来检测触摸动作，可以隔着绝缘材料(塑料、亚克力、玻璃等)工作。其中：

传统的电容式触摸集成电路(IC)控制电路，结构如图1所示，手指触摸被检测到后，输出占空比改变的方波，占空比为D，该信号经低通滤波器后产生与占空比成正比的电平信号D×VDD与预先设定的参考电平Vref经比较器进行比较、输出控制信号。

图1所示电路的缺点是与低通滤波器输出电平进行比较的Vref是一个设定值，这样会影响触摸检测的灵敏度，特别是介质厚度变大或者触摸面积小时，会出现无法正常触摸控制的情况。

本发明是一种新型的电容式触摸控制方案，提出了一种动态的具有高控制精度、无需外围元器件、高可靠性的触摸控制电路。本发明可以广泛应用于各种家用电器如触摸调光灯、触摸开关等消费类电子产品。由于采用独特的数模识别电路，内置比较电容，节约了外围器件成本，电极与手指之间没有直接接触，做到了绝对安全。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，如何提供一种触摸式开关控制电路，不需外围器件、不受环境影响，具有高可靠性。

本发明的上述技术问题这样解决，构建一种触摸式开关控制电路，包括用于检测触摸动作的端口TOUCH、产生方波信号的触摸信号检测单元A2D，其特征在于，还包括与所述触摸信号检测单元输出端D电连接的动态自比较检测单元D2A；所述动态自比较检测单元D2A包括第一比较器A1、第一比较器A1的第一输入端与所述触摸信号检测单元输出端D之间的第一低通滤波器LPF1以及第一比较放大器A1的另一输入端与所述触摸信号检测单元输出端D之间串接的第二低通滤波器LPF2和导通控制开关SW，第二低通滤波器LPF2的时间常数大于第一低通滤波器LPF1的时间常数；所述导通控制开关SW的控制端电连接第一比较放大器A1的输出端，所述导通控制开关SW在检测触摸端TOUCH无触摸动作时是闭合状态。

按照本发明提供的触摸式开关控制电路，用于检测触摸动作的端口TOUCH简称感应端TOUCH。

按照本发明提供的触摸式开关控制电路，所述触摸信号检测单元包括触发器及其R端电连接的第二比较器A2和S端电连接的第三比较器A3，第二比较器和第三比较器的一输入端电连接各自开关管M1,M2、电容Cs,Cref和开关K1,K2；开关管M1,M2另一端与电源电连接，电容Cs,Cref和开关K1,K2的另一端与地电连接，开关K1,K2的控制端分别对应电连接所述触发器的Q输出端或QB输出端，同时第一比较器A1的一输入端还电连接触摸端TOUCH；第一比较器A1和第二比较器A2的另一输入端电连接参考电压VREF。

按照本发明提供的触摸式开关控制电路，还包括与第一比较器A1的输出端电连接的防抖动延时模块TIMERR。

按照本发明提供的触摸式开关控制电路，所述防抖动延时模块TIMERR包括上升沿延时子模块与下降沿延时单元；所述下降沿延时单元包括第一时间常数设定电阻R1与第一时间常数设定电容C1、位于本单元输出端的第一斯密特触发器S1以及各自栅极与第一比较放大器A1的输出端电连接的位于本单元输入端的第一PMOS管M3和第一NMOS管M4；第一PMOS管M3的源极连接电源，第一NMOS管M4的源极连接地，第一时间常数设定电阻R1串接在第一PMOS管M3的漏极与第一NMOS管M4的漏极之间；第一NMOS管M4的漏极端还电连接第一时间常数设定电容C1与第一斯密特触发器S1的输入端，第一时间常数设定电容C1的另一端接地；所述上升沿延时子模块包括依次电连接的第一反相器INV1、由第二PMOS管M5、第二NMOS管M6、第二时间常数设定电阻R2与第二时间常数设定电容C2以及第二斯密特触发器S2构成的另一下降沿延时单元、第二反相器INV2和与门AND1；第一斯密特触发器S1的输出端电连接第一反相器INV1的输入端和与门AND1的另一输入端。

按照本发明提供的触摸式开关控制电路，还包括与所述防抖动延时模块TIMERR的输出端电连接的逻辑控制模块LOGIC。

按照本发明提供的触摸式开关控制电路，所述逻辑控制模块LOGIC是同步逻辑控制模块。