驱动电路、主动笔和触控芯片的制作方法

本技术实施例涉及电路领域，并且更具体地，涉及一种驱动电路、主动笔和触控芯片。

背景技术：

1、随着电容屏和主动笔的普及，电容式主动笔的应用也变得越来越广泛。通常，主动笔的笔尖电极可以向触控面板输出高压的方波驱动信号，触控面板的触控芯片根据该驱动信号，能够确定笔尖的坐标信息，其中，笔尖电极输出的电压的幅度越高，触控系统检测的灵敏度更高且更精确，但是这也增加了主动笔的功耗，极大地限制了这种方式在便携式主动笔等低功耗场景中的应用。为此，如何在不增加功耗的情况下提升主动笔的笔尖电极输出的信号幅度，成为需要解决的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种驱动电路、主动笔和触控芯片，能够在不增加功耗的情况下提升驱动电路输出的信号幅度。

2、第一方面，提供一种驱动电路，用于向电容性的负载提供驱动电压，所述驱动电路包括第一电压产生电路、至少一个储能元件和开关电路，所述第一电压产生电路和所述至少一个储能元件通过所述开关电路与所述负载连接，所述第一电压产生电路用于输出第一电源电压；所述开关电路用于，在第一时段控制所述第一电压产生电路对所述负载充电至所述负载的电压为第一电源电压，在第二时段控制所述负载依次向所述至少一个储能元件放电，在第三时段控制所述负载对地放电，以及在第四时段控制所述至少一个储能元件依次向所述负载充电，以使所述负载的电压在不同时段之间呈阶梯式地上升和下降。

3、本技术实施例中，通过在驱动电路中设置第一电压产生电路和至少一个储能元件，依次对负载进行充电或放电，使得每次充电或者放电后负载的电压呈现阶梯式的变化，相比于驱动电路直接输出方波信号的情况，电压阶梯式地升高或者降低能够有效地降低电源功耗，在不增加功耗的情况下提升驱动电路输出的信号幅度。

4、在一些可能的实现方式中，所述驱动电路还包括第二电压产生电路，所述第二电压产生电路与所述至少一个储能元件中的第一储能元件并联，所述第二电压产生电路用于输出第二电源电压，所述第二电源电压小于所述第一电源电压；其中，所述第二时段中所述负载向所述第一储能元件放电至所述负载的电压为所述第二电源电压，所述第四时段中所述第一储能元件对所述负载充电至所述负载的电压为所述第二电源电压。

5、该实施例中，通过在驱动电路中设置与第一储能元件并联的第二电压产生电路，第二电压产生电路用于输出第二电源电压，该第二电压产生电路能够在第一储能元件与负载之间进行电荷传输时将负载的电压维持在第二电源电压，从而有效地调整各个阶梯平台对应的电压值。

6、例如，所述第二电源电压可以设置为所述第一电源电压的一半。

7、在一些可能的实现方式中，所述至少一个储能元件还包括第二储能元件，所述开关电路具体用于在所述第二时段控制所述负载依次向所述第一储能元件和所述第二储能元件放电，以及在所述第四时段控制所述第二储能元件和所述第一储能元件依次向所述负载充电；其中，所述第二时段中所述负载向所述第二储能元件放电至所述负载的电压为所述第二电源电压的一半，所述第四时段所述第二储能元件对所述负载充电至所述负载的电压为所述第二电源电压的一半。

8、该实施例中，驱动电路中包括分别与负载连接的第一电压产生电路、第一储能元件、第二储能元件、以及地电压，从而形成对应的四个支路，四个支路循环往复地导通，从而可以得到电压上升阶段和电压下降阶段均具有四个阶梯平台的驱动电压，其中四个阶梯平台对应的电压分别为第一电源电压、第二电源电压、第二电源电压的一半、以及地电压。

9、在一些可能的实现方式中，所述开关电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，所述第一开关单元连接在所述第一电压产生电路与所述负载之间，所述第二开关单元连接在所述第一储能元件与所述负载之间，所述第三开关单元连接在所述第二储能元件与所述负载之间，所述第四开关单元连接在所述负载与地之间；所述第一开关单元用于在所述第一时段闭合，以使所述第一电压产生电路对所述负载充电至所述负载的电压为第一电源电压，所述第二开关单元用于在所述第二时段中的第一子时段闭合，以使所述负载向所述第一储能元件放电至所述负载的电压为所述第二电源电压，所述第三开关单元用于在所述第二时段中的第二子时段闭合，以使所述负载向所述第二储能元件放电至所述负载的电压为所述第二电源电压的一半，所述第四开关单元用于在所述第三时段闭合，以使所述负载向地放电至所述负载的电压为地电压，所述第三开关单元还用于在所述第四时段中的第三子时段闭合，以使所述第二储能元件对所述负载充电至所述负载的电压为所述第二电源电压的一半，所述第二开关单元还用于在所述第四时段中的第四子时段闭合，以使所述第一储能元件对所述负载充电至所述负载的电压为所述第二电源电压。

10、通过合理地控制开关电路中各个开关电路的导通时序，能够在不同时段中分别实现第一电压产生电路对负载充电、负载向至少一个储能元件分别放电、负载对地放电、以及至少一个储能元件分别对负载充电的过程，从而得到阶梯式上升和下降的驱动电压。

11、在一些可能的实现方式中，所述开关电路中连接在所述第一电压产生电路与所述负载之间的开关单元包括pmos器件，所述开关电路中连接在每个储能元件与所述负载之间的开关单元包括并联的两组开关，其中第一组开关包括串联的pmos器件和二极管，第二组开关包括串联nmos器件和二极管，且所述第一组开关和所述第二组开关中的二极管的导通方向相反，所述开关电路中连接在所述负载与地之间的开关单元包括nmos器件。

12、例如，在应用于高压驱动的场景时，所述pmos器件为p型ldmos器件，所述nmos器件为n型ldmos器件。

13、在一些可能的实现方式中，所述第一时段和所述第二时段之间设置有用于开关切换的死区时间，所述第二时段中分别用于负载向所述至少一个储能元件放电的至少一个子时段之间以及所述第二时段与所述第三时段之间不设置所述死区时间，所述第三时段和所述第四时段之间设置有所述死区时间，所述第四时段中分别用于所述至少一个储能元件对所述负载充电的至少一个子时段之间不设置所述死区时间。

14、该实施例中，每个储能元件与负载之间设置有并联的第一组开关和第二组开关，第一组开关包括串联的pmos器件和二极管，第二组开关包括串联nmos器件和二极管，且第一组开关和第二组开关中的二极管的导通方向相反，就使得第一组开关和第二组开关分别用于控制对应的支路为纯充电支路和纯放电支路，即使不同的pmos器件同时导通，也不会对相关支路形成灌电流，因此不需要设置相应的死区时间，从而简化了开关控制逻辑的复杂度。

15、在一些可能的实现方式中，所述第一电压产生电路为电荷泵电路，所述第二电压产生电路为升压电路。电荷泵电路与升压电路配合用于控制各个阶梯平台对应的电压值，有利于提高驱动电路的效率。

16、在一些可能的实现方式中，所述储能元件为储能电容，且与所述第二电压产生电路并联的所述第一储能元件复用所述第二电压产生电路的稳压电容。采用电容作为储能元件，易于实现，且与第二电压产生电路并联的储能元件能够复用第二电压产生电路的稳压电容，从而降低成本。

17、在一些可能的实现方式中，所述至少一个储能元件中的至少部分储能元件所在的支路，被配置为具有使能和禁止使能的功能。例如，所述支路使能的情况下所述支路用于所述负载的充放电，所述支路禁止使能的情况下所述支路禁止用于所述负载的充放电。通过配置部分支路能够使能或者禁止使能，能够灵活地控制驱动电压的阶梯平台的数量。

18、在一些可能的实现方式中，所述负载为电容式主动笔的笔尖电极，或者，所述负载为触控面板中的触控电极。

19、第二方面，提供一种主动笔，包括根据第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中所述的驱动电路、以及与所述驱动电路连接的笔尖电极，所述驱动电路用于向所述笔尖电极提供驱动电压。

20、第三方面，提供一种触控面板，包括第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中所述的驱动电路、以及与所述驱动电路连接的触控电极，所述驱动电路用于向所述触控电极提供驱动电压。