用于驱动电容性负载的驱动器电路和方法技术

一种用于电压驱动器电路的装置和方法，其中接地节点和输出节点之间的路径包括电感器和/或另一储能元件以及包含至少两个开关元件(例如晶体管)和至少两个阀元件(例如二极管)的能量传输电路。能量传输电路用于将电容性负载(例如输出电容器)放电到储能元件中，并促进从低电压到高电压的转换，同时提高效率。可以经由另一开关元件包括额外的接地路径，以防止串扰并将输出保持在接地电位。串扰并将输出保持在接地电位。串扰并将输出保持在接地电位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于驱动电容性负载的驱动器电路和方法

技术介绍

[0001]电子设备，尤其是平板或智能电话，可经由诸如笔或触控笔等手持式外围设备来接受输入，并且然后可担当针对外围设备的主机设备。触控笔可以由用户相对于数字化仪的显示屏(例如，触摸屏)手动地握持以向该电子设备提供输入。触控笔在显示屏上的位置与显示屏上所描绘的虚拟信息相关。位置检测和数据传递(即通信)是经由触控笔与数字化仪的显示屏之间的电容性耦合来达成的(且反之亦然)。更具体而言，驱动器电路被配置成通过在触控笔的尖端电极上施加电压以生成通过尖端电极与数字化仪的显示屏之间的电容的电流来生成二进制信息(比特)。这一电流可由数字化仪感测。类似地，此类驱动器电路也可设置在数字化仪处以经由尖端电极向触控笔传递数据。

技术实现思路

[0002]提供本公开内容以便以简化形式介绍概念的选集，所述概念在以下具体实施方式中被进一步描述。本公开内容并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题也不限于解决在此指出的任何或所有缺点的实现。
[0003]在一些实施例中，本公开涉及一种用于经由输出端子向电容性负载提供驱动信号的驱动器电路，其中所述驱动器电路包括：
[0004]储能元件；以及
[0005]能量传输电路，其被配置成在所述驱动信号的第一边沿处将电荷从所述电容性负载传输到所述储能元件，并在所述驱动信号的第二边沿处将电荷从所述储能元件传输到所述电容性负载。
[0006]根据一些实施例的一方面，一种触控笔包括驱动器电路，其中该驱动器电路被配置成向触控笔的尖端电极提供驱动信号。
[0007]根据另一方面，一种主机设备包括上述驱动器电路，其中该驱动器电路被配置成向触敏显示器的传感器阵列提供驱动信号。
[0008]根据又一方面，一种经由输出端子向电容性负载提供驱动信号的方法包括控制能量传输电路以在所述驱动信号的第一边沿处将电荷从所述电容性负载传输到储能元件，以及在所述驱动信号的第二边沿处将电荷从所述储能元件传输到所述电容性负载。
[0009]该增强型驱动器电路和驱动控制方法提供了用于具有高电容性负载的高电压驱动器的高效率，以显著降低功耗。
[0010]除非另外定义，否则这里使用的所有技术和/或科学术语的含义与本领域普通技术人员所共知的一样。尽管与本文所述的方法和材料相似或等效的方法和材料可以用于实践或测试本公开的实施例，但示例方法和/或材料在下文描述。另外，各材料、方法和示例仅是说明性的，而并非旨在进行必要的限制。
附图说明
[0011]为了帮助理解本公开并示出如何实施这些实施例，仅以示例的方式参考附图，附图中：
[0012]图1是包括触控笔和主机设备的示例系统的示意性框图，
[0013]图2是示例驱动器电路的示意电路图，该驱动器电路具有用于施加触控笔的尖端电压的推挽电路，
[0014]图3是示意波形图，带有驱动器电路的示例信号，
[0015]图4是具有用于提高效率的能量传输电路的示例驱动器电路的示意框图，
[0016]图5是用于控制能量传输电路的示例驱动器规程的示意流程图，
[0017]图6是驱动器电路的示意电路图，具有用于提高效率的增强型推挽电路的第一示例，
[0018]图7是具有增强型推挽电路的第一示例的示例信号的示意波形图，
[0019]图8是在触控笔的尖端电压的下降沿处具有增强型推挽电路的第一示例的示例测得信号的波形图，
[0020]图9是在触控笔的尖端电压的上升沿处具有增强型推挽电路的第一示例的示例测得信号的波形图，
[0021]图10是驱动器电路的示意电路图，具有用于提高效率和降低串扰的增强型推挽电路的第二示例，
[0022]图11是具有增强型推挽电路的第二示例的示例信号的示意波形图，
[0023]图12是在触控笔的尖端电压的下降沿处具有增强型推挽电路的第二示例的示例测得信号的波形图，
[0024]图13是在触控笔的尖端电压的上升沿处具有增强型推挽电路的第二示例的示例测得信号的波形图，以及
[0025]图14是在直至达到稳定状态之前的较长时间段期间具有增强型推挽电路的第二示例的示例测得信号的波形图。
具体实施方式
[0026]本公开涉及一种用于驱动电容性负载的驱动器电路，该驱动器电路可以提供在触控笔和/或数字化仪的触摸屏控制器中，或配置成向电容性负载提供输出信号的任何其他电子设备中。
[0027]与电子设备(包括智能电话、平板、手表、台式计算机、游戏设备、可穿戴设备、电视机、视频会议系统等)一起使用的手持式触控笔外围设备(“触控笔”)可被用来将用户输入传送到电子设备(“主机设备”)。一些主机设备包括具有用于感测传送自触控笔(例如，“有源触控笔”)的信号的内置数字化仪的显示器。在这些电子设备中，用户通过在系统的感测表面(例如，平板和/或触摸屏)上定位并移动该触控笔来与该数字化仪系统交互。该触控笔相对于感测表面的位置被数字化仪系统跟踪并被解释为用户命令。在一些技术中，该触控笔的位置可以基于对该触控笔的电极与数字化仪的一个或多个电极之间的电容耦合的检测来确定。例如，设备显示器可包括具有多个X和Y取向的导体或电阻膜的数字化仪以接收从有源笔的电极传送的信号。在一些技术中，为了准确地标识尖端位置，传送电极物理地定
位在该触控笔的书写尖端内。
[0028]触控笔可被分类成无源触控笔或有源触控笔。无源触控笔利用基于沉积在触摸屏传感器上的传感器电极与输入对象(诸如橡胶笔尖式触控笔或手指)之间的电容耦合中的改变的感测方法。作为对比，有源触控笔驱动该触控笔的尖端电极(天线)与触摸屏传感器(例如，数字化仪系统)的电极网格或阵列之间的独特的经调制信号并利用基于传感器电极之间的电容耦合中的改变的感测方法。数字化仪系统基于所发射的信号来检测触控笔的至少一个位置，并且检测到的位置向与数字化仪系统相关联的电子设备(例如，计算设备)提供输入。检测到的位置随后可被解释成用户命令。通常，数字化仪系统与显示屏集成在一起，例如以形成触敏显示设备。
[0029]有源触控笔可生成可由数字化仪检测的经调制信号。该信号可以用诸如设备标识、操作模式(例如，书写、擦除)、压力/力信息、倾斜信息和其他信息等信息来编码。该信息可被分配到信号的各种位置。
[0030]图1是示例系统的示意图，该示例系统包括主机设备(例如，触敏显示设备)20和具有驱动器电路120的触控笔10，驱动器电路120用于向触控笔10的尖端电极100(输出电极)施加输出信号并用于经由尖端电极100和触摸屏(TS)200或主机设备20的其他类型的触敏显示器之间的电容性耦合接收来自主机设备的输入信号。触摸屏200由触摸屏控制器(TSC)220控制，触摸屏控制器(TSC)220提供触摸屏200的电容性触摸屏传感器阵列(例如，电极的网格或矩阵)和受控主机设备20之间的接口。触摸屏控制器220可以经由诸如RS232或通用串行总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于经由输出端子向电容性负载提供驱动信号的驱动器电路，其中所述驱动器电路包括：储能元件；以及能量传输电路，其被配置成在所述驱动信号的第一边沿处将能量从所述电容性负载传输到所述储能元件，并在所述驱动信号的第二边沿处将能量从所述储能元件传输到所述电容性负载。2.根据前述权利要求中的任一项所述的驱动器电路，其特征在于，所述能量传输电路被控制成将所述输出端子间歇地连接到所述输出电压的参考电位达预定时间段。3.根据权利要求1或2所述的驱动器电路，其特征在于，所述储能元件包括至少一个电感性元件或者至少一个电感性元件与至少一个电容性元件的组合。4.根据前述权利要求中的任一项所述的驱动器电路，其特征在于，所述能量传输电路包括至少两个开关元件和至少两个阀元件的布置。5.根据权利要求4所述的驱动器电路，其特征在于，所述能量传输电路包括具有各自串联连接的反并联阀元件的第二和第三开关元件的并联连接，所述并联连接在供电电压的端子和所述驱动信号在所述输出端子处的参考电位之间的电路路径中被串联连接在第一开关元件和所述储能元件之间，其中所述输出端子被连接在所述第一开关元件和所述并联连接之间。6.根据权利要求5所述的驱动器电路，其特征在于，结合所述驱动信号的第一边沿，所述第二开关元件被控制以被闭合达预定时段，以经由第一阀元件将所述电容性负载放电到所述储能元件中。7.根据权利要求5或6所述的驱动器电路，其特征在于，结合所述驱动信号的第二边沿，所述第三开关元件被控制以被闭合，以使所述电容性负载放电到所述储能元件中，并且其中，此后结合所述驱动信号的第二边沿，所述第一开关元件被闭合且所述第三开关元件被打开，使得所述电容性负载经由所述第一开关元件被充电，同时所述第二和...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：