自感式电容触控芯片TTP223的实现原理

描述

日常生活中,有很多小的电子设备是有触摸功能的,比如小台灯的开关按键,密码锁的按键,笔记本的触控板,手机的屏幕等。他们很多都用的是电容触控的技术;电容触控的实现原理一般分为两种,分别是自感式电容检测和互感式电容检测。

那么本文就简单介绍一下一款自感式的电容触控芯片——TTP223,说不准你拆开你家的台灯,或者说是什么小玩具里面就会有,哈哈。

实现原理:

笔记本

以最简单的单按键为例, 自感型电容的检测示意图如上图所示,检测模型如下图所示。 自感型电容利用覆铜形成的单电极( 接收电极 Rx),来检测电极对地的电容变化 。按键对地的初始电容为 Cp, 当人手触摸时, 会给整个环路引入 Ct, Ch 与 Cg,从而使按键的对地电容增大,从而实现按键检测。

笔记本

本文介绍的TTP223是一款提供电容触摸键的低功耗和宽工作电压触摸板检测器IC。

关键特点:

  • 低功耗模式下典型1.5uA,最大3.0uA。
  • 灵敏度可通过外部电容(1~50pF)调节。
  • 稳定的人体触摸检测,取代传统的机械开关键。
  • 低功耗模式下响应时间最大220mS @VDD=3V。
  • 宽电压输入范围(2-5.5V)

主要应用:

  • 广泛的消费类电子产品
  • 传统机械按键替代

管脚定义:

笔记本

灵敏度调节方法:

  • 电极(电容按键PAD)尺寸 :在其他条件下是固定的。使用较大的电极尺寸可以提高灵敏度。但电极尺寸必须使用在有效范围内。
  • PCB厚度 :在其他条件下是固定的。使用更薄的PCB可以提高灵敏度,但PCB厚度必须低于最大值。
  • 调整Cs值 (见下图):在其他条件下是固定的。不使用Cs时,灵敏度最高。当增加Cs值时,灵敏度会降低,要使Cs在有用范围内(1≦Cs≦50pF)。

笔记本

输出模式配置:

TOGAHLBQ的输出模式
00直接模式;高电平有效(检测按下输出高电平,抬起输出低电平)
01直接模式;低电平有效(检测按下输出低电平,抬起输出高电平)
10锁存模式;上电初始状态为低电平(检测按下反转并锁存;比如初始为0,按下为1,再次按下为0)
11锁存模式;上电初始状态为高电平(检测按下反转并锁存;比如初始为1,按下为0,再次按下为1)

TTP223N-BA6的低功耗模式将节省功耗。当检测到按键触摸时,它会切换到快速模式。直到按键被释放,才会保持大约12秒的时间。然后它返回“低功耗”模式。

笔记本

应用注意事项:

  • 在PCB上,从触控板到IC引脚的 线路长度越短越好 。这些线不与其他线平行或交叉。
  • 电源必须稳定 。如果电源电压漂移或快速移位,可能造成灵敏度异常或错误检测。
  • 电容Cs可以用来调节灵敏度。 Cs的值越小灵敏度会越好 。灵敏度的调整必须根据实际情况PCB上的应用。Cs值范围为1~50pF。
  • 在VDD和VSS之间必须使用C1退耦电容。
  • 灵敏度调节电容器(Cs)必须使用更小的温度系数稳定的电容器 。比如X7R, NP0。所以对于触摸应用,推荐给采用NP0电容,以减少温度变化对灵敏度的影响。

那么今天的分享就到此为止了,快去拆开你家的台灯看看里面用的是不是TTP223吧

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