触控系统的电源管理装置制造方法
【专利摘要】本发明是有关于一种触控系统的电源管理装置，其包含升压电路、储存电路、侦测电路以及负载电路。升压电路具有输出端且产生输出电压。储存电路电性连接升压电路的输出端且储存输出电压。侦测电路电性连接储存电路以侦测输出电压。负载电路根据输出电压的预定值电性连接或不连接升压电路的输出端。
【专利说明】触控系统的电源管理装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种触控系统，特别是涉及一种快速反应睡眠模式的触控系统的电源
管理装置。
【背景技术】
[0002]触控面板(touch panel)结合显示突幕可成为触控突幕,其已普遍作为电子装置的输入介面，用以侦测显示区域内的碰触输入，而当触控面板没有碰触输入至触控荧幕上时，通常使用者会将供应触控荧幕的电源关闭而进入睡眠模式(sle印mode),以避免不必要的电源消耗。
[0003]请参阅图1A，为现有习知的触控系统的电源管理装置I的电路示意图。如上所述，当触控荧幕的电源关闭进入睡眠模式时，并无VDD、CK/CKB等输入信号，亦无输出电压Vwt，负载电路亦无动作，其中VDD为脉冲波/反向脉冲波信号CK/CKB的逻辑高准位电压(或低压电源)。
[0004]请参阅图1B，为现有习知的触控系统的电源管理装置I的工作状态图。当使用者欲使触控面板由睡眠模式恢复至工作模式时，虽然负载电路必须达到工作电压VDDH方能作动，但由图1A的电路图可知，负载电路电性连接于升压电路11的输出端lit，因此负载电路仍会消耗一定的输出电流I。，亦即多出负载电流]:LMd的消耗。对于输出电压Vtjut而言,通常会利用一个外接电容Crart充电，作为负载电路工作的工作电压来源。换句话说，当触控系统由睡眠模式恢复至工作模式时，开始为外接电容Crart充电,但由于输出电流10并非完全对外接电容Crait充电(充电电流I。),而是负载电路亦消耗了部分的输出电流(消耗的电流为负载电流D因而使得欲充电外接电容Cext以达到负载电路可工作的工作电压VDDH将花费更多的充电时间，如曲线I所示。
[0005]承上所述，对于触控系统的负载电路而言，其必须达到一个固定的工作电压值方可恢复至工作模式而正常工作，然而，现今的触控系统在设计上仅针对接收到触碰输入时，才对外接电容进行充电至工作电压，虽然充电的时间可能仅为几个微秒，但仍可能令使用者在使用上感觉到迟钝或者延迟。
[0006]因此，亟需提出一种可快速反应睡眠模式的触控系统的电源管理装置，让使用者可更便捷快速的使用电子系统。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为提供一种可快速反应进入工作模式的触控系统的电源管理装置。
[0008]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明的一种触控系统的电源管理装置，其包含升压电路、储存电路、侦测电路以及负载电路。升压电路具有输出端且产生输出电压。储存电路电性连接升压电路的输出端且储存输出电压。侦测电路电性连接储存电路以侦测输出电压。负载电路根据输出电压的预定值电性连接或不连接升压电路的输出端。
[0009]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0010]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中该触控系统为手机、电脑或者具有触控荧幕的电子系统。
[0011]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中该储存电路为外接电容。
[0012]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中该负载电路为驱动信号产生电路。
[0013]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中该侦测电路为比较器。
[0014]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中该升压电路包含电荷泵(chargepump)ο
[0015]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中该电荷泵包含狄克森(Dickson)电荷泵。
[0016]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中该电源管理装置更包含切换开关，其电性连接于该负载电路及该升压电路的该输出端之间。
[0017]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中当该输出电压达到该预定值时，该负载电路藉由该切换开关电性连接至该升压电路的该输出端。
[0018]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中当该输出电压未达到该预定值时，该负载电路藉由该切换开关不与该升压电路的该输出端电性连接。
[0019]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中该预定值为该触控系统的参考电压。
[0020]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中该预定值为根据该触控系统的预定时脉产生。
[0021]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中该升压电路包含多个晶体管，且该多个晶体管其中之一电性连接该储存电路。
[0022]较佳的，前述的触控系统的电源管理装置，其中该预定值介于电性连接该储存电路的该晶体管的崩溃电压与该触控系统的工作电压之间。
[0023]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明触控系统的电源管理装置至少具有下列优点及有益效果:当本发明的触控系统电源管理装置应用于手机、电脑或者具有触控荧幕等等的电子系统时，可使电子系统快速地从睡眠模式中恢复至工作模式，亦即大幅降低睡眠模式恢复至工作模式的反应时间，使得使用者可更快速便利地使用电子系统。
[0024]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1A:为现有习知的触控系统的电源管理装置的电路示意图。
[0026]图1B:为现有习知的触控系统的电源管理装置的工作状态图。
[0027]图2A:为本发明触控系统的电源管理装置的电路示意图。
[0028]图2B:为本发明触控系统的电源管理装置的工作状态图。[0029]图3A:为本发明触控系统的电源管理装置的工作状态图。
[0030]图3B:为本发明触控系统的电源管理装置的另一个工作状态图。
[0031]【主要元件符号说明】
[0032]1、2:电源管理装置
[0033]11,21:升压电路
[0034]211 ~214:晶体管
[0035]llt、21t:输出端
[0036]22:储存电路
[0037]23:侦测电路
[0038]24:负载电路
[0039]EN:致能信号
[0040]Vwt:输出电压
[0041]Vref:预定值
[0042]VDD:逻辑高准位电压/低压电源
[0043]VDDH:工作电压
[0044]V1-V4:节点电压`
[0045]I。:输出电流
[0046]Ic:外接电容的电流
[0047]Ikjad:负载电流
[0048]CK:脉冲波信号
[0049]CKB:反向脉冲波信号
[0050]C:每I级电路的电容
[0051]Cs:杂散电容
[0052]Cext:外接电容
[0053]Sff:切换开关
[0054]I~6:曲线
【具体实施方式】
[0055]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种触控系统的电源管理装置的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0056]请参阅图2A，为本发明触控系统的电源管理装置的电路示意图。电源管理装置2包含升压电路21、储存电路22、侦测电路23以及负载电路24。升压(boost)电路21具有输出端21t并产生输出电压Vtjut及输出电流I。。储存电路22电性连接升压电路21的输出端21t，并储存输出电压Vwt。侦测电路23电性连接储存电路22以侦测输出电压Vtjut的电压值。负载电路24根据输出电压Vwt的预定值以电性连接或不连接升压电路21的输出端21t。
[0057]在本发明的实施例中，升压电路21可使用各种电压转换(voltage converting)电路来提供输出电压Vrat,例如电压调节器(voltage regulator)或电荷泵(charge pump)。电荷泵包含例如狄克森(Dickson)电荷泵。
[0058]在本发明的实施例中，储存电路22为外接电容Cext，用以储存输出电压Vwt，而且欲使负载电路24运动，外接电容Cext必须先进行充电并达到工作电压VDDH。
[0059]在本发明的实施例中，负载电路24为驱动信号产生电路，可适用于触控面板，用以提供驱动信号给触控面板(未图示)。驱动信号经由触控面板而产生感应信号，其经过信号处理后用以判定触控面板是否有被触碰以及触碰位置。
[0060]在本发明的实施例中，侦测电路23为比较器，用以比较储存电路22上的输出电压值Vrat与电压预定值(VMf)。电压预定值VMf为触控系统的参考电压，其可由能隙(bandgap)电路产生，或者根据触控系统的预定时脉CK产生。此外，在本发明实施例中的侦测电路23虽以比较电压的比较器为例，但用以侦测电流变化的装置亦可应用于本发明的侦测电路23，用以侦测输出电流的变化，亦即，当储存电路22上的电流达到电流预定值时，则使负载电路24电性连接于升压电路21的输出端21t。
[0061]电源管理装置2更包含切换开关SW，电性连接于负载电路24及升压电路21的输出端21t之间。当侦测电路23侦测到输出电压Vtjut达到电压预定值V,ef时，负载电路24藉由切换开关SW电性连接至升压电路21的输出端21t。当输出电压Vtjut未达到电压预定值Vref时，切换开关SW断开负载电路24与升压电路21的输出端21t的连接，使输出电流10全部流向储存电路22充电，以加速输出电压Vwt值上升的速度，使得触控系统在接收碰触输入时可快速地达到工作电压值VDDH，而从睡眠模式中快速地恢复至工作模式。
[0062]请参阅图2B，为本发明触控系统的电源管理装置的工作状态图。承上所述，电压预定值Vref根据触控系统的一预定时脉CK产生，因此，当触控系统到达该预定时脉CK时，则输出致能信号EN以打开负载电路24和切换开关SW。其充电的时间如曲线2所示，相较于先前技术的曲线I，外接电容Cext可更快速地充电到达工作电压值VDDH。
[0063]此外，需特别注意得是，本发明在图式中输出电压充电的起点虽由零开始，但其仅为简易说明本发明的实施例，而并非用以限制本发明。换句话说，由于本发明触控系统的电源管理装置具有侦测电路23，可用以侦测输出电压Vrat的状态，当触控系统由睡眠模式恢复至工作模式，再由工作模式进入睡眠模式时，储存电路22上的输出电压Vwt并不会显著地降低，而是经由切换开关SW断开负载电路24与升压电路21的电性连接，使得输出电流I。全部流向储存电路22充电，以便于使用者下一次欲从触控系统的睡眠模式进入至工作模式时可以快速地反应。
[0064]升压电路21包含多个晶体管211、212、213、214，且晶体管214电性连接储存电路22。在本发明的另一个实施例中，电压预定值VMf亦可设定于电性连接储存电路22的晶体管214的崩溃电压(Vbreakdwn)以及触控系统的工作电压VDDH之间。
[0065]进一步而言，本实施例的升压电路21可使用各种电压转换电路来实施。图2A例示使用四级狄克森电荷泵以实施本实施例的升压电路21，其可由下式来描述:
[0066]Vout=VDD+ Λ V- Σ k=l_4 (Vth*Vk)
[0067]Δ V=VDD [C/ (C+Cs) ]-10/ [f* (C+Cs)]
[0068]其中Vk为每I级电路的节点电压(k为I至4), AV为每I级电路的压差，Vout为输出电压，VDD为脉冲波/反向脉冲波信号CK/CKB的逻辑高准位电压(或低压电源)，f为脉冲波/反向脉冲波信号CK/CKB的频率，Vth为晶体管的临界电压，C为每I级电路的电容，Cs为每I节点的杂散电容，10为输出电流，其中一部分电流I。流至外接电容Crait，另一部分电流I^d则作为负载电流。
[0069]承上所述，当侦测电路23侦测到Vrat未达到电压预定值Vief时，切换开关SW断开负载电路24与升压电路21的输出端211的连接，使输出电流I。全部流向外接电容Crart充电，而负载电路24则没有电流，因而使得10不需因为I^d的额外消耗而减小，AV变大，输出电压Vwt则因此可快速地上升，亦即外接电容Crart处于充电状态。当侦测电路侦测到Vwt达到电压预定值V,ef时，切换开关SW电性连接负载电路24与升压电路21的输出端211，使得输出电流10 一部份流向负载电流1-d。 [0070]请参阅图3A，为本发明触控系统的电源管理装置的工作状态图。承上所述，由于制造过程以及温度的误差，使得每一个IC的电容C、杂散电容Cs以及晶体管的临界电压Vth都不尽相同，因而使得Vrat上升的斜率不同，因此若是以计算固定时间的方式打开负载电路24和切换开关SW，可能导致外接电容Cext过度充电而导致其上的Vtjut超出崩溃电压而烧毁晶体管214，如曲线3所示。或者是导致太晚打开负载电路24和切换开关SW，将使得触控荧幕由睡眠模式恢复至工作模式的时间过久，如曲线4所示。
[0071]请参阅图3B，为本发明触控系统的电源管理装置的另一个工作状态图。承上所述，为解决上述可能烧毁晶体管或者充电时间过久的问题，可预定适当的电压预定值VMf。如曲线5所示，当使用晶片I (chipl)所产生的输出电压Vtjut到达V,ef时，可由侦测电路23侦测到之后，并打开切换开关SW，使得输出电流10 一部份流向负载电流I_d，以避免烧毁晶体管，此外，相较于先前技术的曲线I亦不置于会有充电过慢的问题。类似地，如曲线6所示，当使用晶片2 (chip2)所产生的输出电压Vrat到达Vref时，可由侦测电路23侦测到之后，打开切换开关SW，使得输出电流10 一部份流向负载电流Ikjad,以避免烧毁晶体管。
[0072]纵上所述，藉由本发明触控系统的电源管理装置，可有效地管理、控制流入负载电路的电流，达到省电的目的。此外，当触控系统从睡眠模式中恢复至工作模式时，亦大幅地降低其反应时间，使得使用者可更快速便利地使用例如手机、电脑或者具有触控荧幕等等的电子系统。
[0073]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种触控系统的电源管理装置，其特征在于其包含: 升压电路，具有输出端且产生输出电压； 储存电路，电性连接该升压电路的该输出端且储存该输出电压； 侦测电路，电性连接该储存电路以侦测该输出电压；以及 负载电路，根据该输出电压的预定值电性连接或不连接该升压电路的该输出端。
2.根据权利要求1所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中该触控系统为手机、电脑或者具有触控荧幕的电子系统。
3.根据权利要求1所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中该储存电路为外接电容。
4.根据权利要求1所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中该负载电路为驱动信号产生电路。
5.根据权利要求1所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中该侦测电路为比较器。
6.根据权利要求1所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中该升压电路包含电荷泵。
7.根据权利要求6所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中该电荷泵包含狄克森电荷泵。
8.根据权利要求1所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中该电源管理装置更包含切换开关，其电性连接于该负载电路及该升压电路的该输出端之间。
9.根据权利要求8所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中当该输出电压达到该预定值时，该负载电路藉由该切换开关电性连接至该升压电路的该输出端。
10.根据权利要求8所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中当该输出电压未达到该预定值时，该负载电路藉由该切换开关不与该升压电路的该输出端电性连接。
11.根据权利要求1所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中该预定值为该触控系统的参考电压。
12.根据权利要求1所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中该预定值为根据该触控系统的预定时脉产生。
13.根据权利要求1所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中该升压电路包含多个晶体管，且该多个晶体管其中之一电性连接该储存电路。
14.根据权利要求13所述的触控系统的电源管理装置，其特征在于，其中该预定值介于电性连接该储存电路的该晶体管的崩溃电压与该触控系统的工作电压之间。
【文档编号】G06F3/041GK103729046SQ201210384393
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年10月11日 优先权日:2012年10月11日
【发明者】林柏全 申请人:禾瑞亚科技股份有限公司