(57)【要約】  本願の一部の実施例は、アクティブスタイラスペン、昇圧回路及びその制御方法を提供する。昇圧回路は、インダクタ、スイッチモジュール、容量及び制御モジュールを備え、前記スイッチモジュールは少なくとも第１スイッチ及び第２スイッチを備え、前記容量は前記第２スイッチに並列接続され、前記第１スイッチは、第１端子が前記インダクタの一端に接続され、第２端子が前記第２スイッチの第１端子に接続され、前記第２スイッチの第２端子が接地され、前記インダクタの他端が給電電源に接続され、前記制御モジュールは、前記スイッチモジュールの制御端子に接続され、前記スイッチモジュール中の各スイッチの状態を制御して、前記第２スイッチの第１端子に所定周波数及び振幅の電圧信号を出力させる。本願の実施例によって、周波数ホッピング通信技術を用いて通信信号の信号対雑音比を向上させるとともに、応用シーンに応じてコード化電圧振幅を調整することでシステムの消費電力を低減させることができる。【選択図】図８
2019522956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇圧回路であって、インダクタ、スイッチモジュール、容量及び制御モジュールを備え、
前記スイッチモジュールは少なくとも第１スイッチ及び第２スイッチを備え、前記容量は前記第２スイッチに並列接続され、
前記第１スイッチは、第１端子が前記インダクタの一端に接続され、第２端子が前記第２スイッチの第１端子に接続され、前記第２スイッチの第２端子が接地され、前記インダクタの他端が給電電源に接続され、
前記制御モジュールは、前記スイッチモジュールの制御端子に接続され、前記スイッチモジュール中の各スイッチの状態を制御して、前記第２スイッチの第１端子に所定周波数及び振幅の電圧信号を出力させる昇圧回路。
【請求項２】
前記スイッチモジュールはさらに第３スイッチを備え、
前記第３スイッチは、第１端子が前記第１スイッチの第１端子に接続され、第２端子が接地される、請求項１に記載の昇圧回路。
【請求項３】
前記スイッチモジュールはさらに第４スイッチを備え、前記インダクタの他端が前記第４スイッチを介して前記給電電源に接続される、請求項１又は２に記載の昇圧回路。
【請求項４】
前記スイッチモジュール中の各スイッチはいずれも電界効果トランジスタであり、
前記制御モジュールは各前記電界効果トランジスタの制御端子に接続されて、各前記電界効果トランジスタを制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の昇圧回路。
【請求項５】
前記スイッチモジュール中の前記第１スイッチはダイオードであり、前記スイッチモジュール中の他のスイッチはいずれも電界効果トランジスタであり、
前記制御モジュールは各前記電界効果トランジスタの制御端子に接続されて、各前記電界効果トランジスタを制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の昇圧回路。
【請求項６】
前記制御モジュールは、前記スイッチモジュールを駆動するための駆動回路、及び前記駆動回路の駆動方式を制御する制御回路を備える、請求項１〜３のいずれかに記載の昇圧回路。
【請求項７】
前記駆動回路と前記制御回路は１つのチップに集積される、請求項６に記載の昇圧回路。
【請求項８】
アクティブスタイラスペンであって、ペン本体、ペン先、給電電源及び請求項１〜７のいずれかに記載の昇圧回路を備え、
前記ペン先が前記ペン本体の一端に設置され、
前記給電電源及び前記昇圧回路がいずれも前記ペン本体内に設置され、
前記インダクタの他端が前記給電電源に接続され、前記第２スイッチの第１端子が前記ペン先に接続されるアクティブスタイラスペン。
【請求項９】
昇圧回路の制御方法であって、前記昇圧回路は、インダクタ、スイッチモジュール、容量及び制御モジュールを備え、前記スイッチモジュールは少なくとも第１スイッチ及び第２スイッチを備え、前記容量は前記第２スイッチに並列接続され、前記第１スイッチは、第１端子が前記インダクタの一端に接続され、第２端子が前記第２スイッチの第１端子に接続され、前記第２スイッチの第２端子が接地され、前記インダクタの他端が給電電源に接続され、前記制御方法は、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの両方をオン状態にするように制御し、前記第２スイッチの第１端子に低レベルの電圧信号を出力させる第１段階と、
前記第１スイッチをオン状態にし、且つ前記第２スイッチをオフ状態にするように制御し、前記インダクタと前記容量にＬＣ共振を発生させ、前記第２スイッチの第１端子から出力された電圧信号が前記第１スイッチの第１端子の電圧信号の変化に従って変化する第２段階と、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの両方をオフ状態にするように制御し、前記第１スイッチの第１端子の電圧信号をクランプし、前記第２スイッチの第１端子に所定周波数及び振幅の電圧信号を出力させる第３段階と、を含み、
前記第１段階、前記第２段階、前記第３段階は順に実行される昇圧回路の制御方法。
【請求項１０】
前記スイッチモジュールは前記インダクタの他端に接続された第４スイッチをさらに備え、前記インダクタの他端が前記第４スイッチを介して前記給電電源に接続され、前記制御方法は、
前記第１段階の前、
前記第２スイッチをオン状態にするように制御し、前記第４スイッチをオフ状態にするように制御し、前記第２スイッチの第１端子に低レベルの電圧信号を出力させ、前記第１スイッチがオフ状態又はオン状態にある初期段階をさらに含み、
前記第１段階では、さらに前記第４スイッチをオン状態にするように制御し、
前記第２段階では、さらに前記第４スイッチをオン状態にするように制御し、
前記第３段階では、さらに前記第４スイッチをオン状態にするように制御する、請求項９に記載の制御方法。
【請求項１１】
昇圧回路の制御方法であって、前記昇圧回路は、インダクタ、スイッチモジュール、容量及び制御モジュールを備え、前記スイッチモジュールは少なくとも第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチを備え、前記容量は前記第２スイッチに並列接続され、前記第１スイッチは、第１端子が前記インダクタの一端に接続され、第２端子が前記第２スイッチの第１端子に接続され、前記第２スイッチの第２端子が接地され、前記インダクタの他端が給電電源に接続され、前記第３スイッチは、第１端子が前記第１スイッチの第１端子に接続され、第２端子が接地され、前記制御方法は、
前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオン状態にするように制御し、前記第２スイッチの第１端子に低レベルの電圧信号を出力させ、前記第１スイッチがオフ状態又はオン状態にある第１段階と、
前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオフ状態にするように制御し、前記第１スイッチをオン状態にするように制御し、前記インダクタと前記容量にＬＣ共振を発生させ、前記第２スイッチの第１端子から出力された電圧信号が前記第１スイッチの第１端子の電圧信号の変化に従って変化する第２段階と、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオフ状態にするように制御し、前記第１スイッチの第１端子の電圧をクランプし、前記第２スイッチの第１端子に所定周波数及び振幅の電圧信号を出力させる第３段階と、を含み、
前記第１段階、前記第２段階、前記第３段階は順に実行される昇圧回路の制御方法。
【請求項１２】
前記スイッチモジュールは前記インダクタの他端に接続された第４スイッチをさらに備え、前記インダクタの他端が前記第４スイッチを介して給電電圧に接続され、
前記第１段階の前、
前記第４スイッチをオフ状態にするように制御し、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチをオン状態にするように制御し、前記第２スイッチの第１端子に低レベルの電圧信号を出力させ、前記第１スイッチがオフ状態又はオン状態にある初期段階をさらに含み、
前記第１段階では、さらに前記第４スイッチをオン状態にするように制御し、
前記第２段階では、さらに前記第４スイッチをオン状態にするように制御し、
前記第３段階では、さらに前記第４スイッチをオン状態にするように制御する、請求項１１に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧回路の技術分野に関し、特にアクティブスタイラスペン、昇圧回路及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ますます多くの端末装置はタッチパネルを有し、図１に示すように、アクティブスタイラスペン１０１は、コンピュータスクリーン、携帯端末装置、ペンタブレットなどタッチパネルを有する端末装置１０４に命令を書き込み又は入力して、ヒューマンコンピュータインタラクションを実現する。
【０００３】
アクティブスタイラスペン１０１のペン頭部１０２の末端のペン先１０３は、コード化信号を出力して、アクティブスタイラスペン１０１とタッチパネルを有する端末装置１０４との間の通信を実現し、ペン先１０３から出力されるコード化信号は通常、高電圧信号であり、アクティブスタイラスペン１０１とタッチパネルを有する端末装置１０４との間の通信信号の信号対雑音比を向上させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者は本願を実現する過程において、従来技術には少なくとも以下の問題が存在することを見出した。現在、ペン先１０３が高電圧コード化を実現する解決手段は主にＬＣ共振コード化であり、ＬＣ共振回路において、インダクタと容量が直列共振回路を構成し、アクティブスタイラスペン１０１内の電源がＬＣ共振回路にエネルギー入力を提供し、ＬＣ共振回路が高電圧コード化信号をペン先に出する。しかしながら、ＬＣ共振回路において、インダクタと容量を選択した後、回路の出力高電圧周波数が固定され調整不能になるため、回路の信号対雑音比が固定され向上できなくなるとともに、回路の出力高電圧振幅も固定され調整不能であり、システムの消費電力を低減させることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の一部の実施例は、アクティブスタイラスペン、昇圧回路及びその制御方法を提供することを目的とする。スイッチモジュールを制御することにより、昇圧回路の出力高電圧周波数を調整することができ、周波数ホッピング通信技術を用いて通信信号の信号対雑音比を向上させるとともに、昇圧回路の出力高電圧振幅を調整することができ、応用シーンに応じてコード化電圧振幅を調整することでシステムの消費電力を低減させることができる。
【０００６】
本願の一実施例は、昇圧回路を提供しており、インダクタ、スイッチモジュール、容量及び制御モジュールを備え、スイッチモジュールは少なくとも第１スイッチ及び第２スイッチを備え、容量は第２スイッチに並列接続され、第１スイッチは、第１端子がインダクタの一端に接続され、第２端子が第２スイッチの第１端子に接続され、第２スイッチの第２端子が接地され、インダクタの他端が給電電源に接続され、制御モジュールは、スイッチモジュールの制御端子に接続され、スイッチモジュール中の各スイッチの状態を制御して、第２スイッチの第１端子に所定周波数及び振幅の電圧信号を出力させる。
【０００７】
本願の実施例はさらに、アクティブスタイラスペンを提供しており、ペン本体、ペン先、給電電源及び上記昇圧回路を備え、ペン先がペン本体の一端に設置され、給電電源及び昇圧回路がいずれもペン本体内に設置され、インダクタの他端が給電電源に接続され、第２スイッチの第１端子がペン先に接続される。
【０００８】
本願の実施例はさらに、昇圧回路の制御方法を提供しており、昇圧回路は、インダクタ、スイッチモジュール、容量及び制御モジュールを備え、スイッチモジュールは少なくとも第１スイッチ及び第２スイッチを備え、容量は第２スイッチに並列接続され、第１スイッチは、第１端子がインダクタの一端に接続され、第２端子が第２スイッチの第１端子に接続され、第２スイッチの第２端子が接地され、インダクタの他端が給電電源に接続され、制御方法は、第１スイッチ及び第２スイッチの両方をオン状態にするように制御し、第２スイッチの第１端子に低レベルの電圧信号を出力させる第１段階と、第１スイッチをオン状態にし、且つ第２スイッチをオフ状態にするように制御し、インダクタと容量にＬＣ共振を発生させ、第２スイッチの第１端子から出力された電圧信号が第１スイッチの第１端子の電圧信号の変化に従って変化する第２段階と、第１スイッチ及び第２スイッチの両方をオフ状態にするように制御し、第１スイッチの第１端子の電圧信号をクランプし、第２スイッチの第１端子に所定周波数及び振幅の電圧信号を出力させる第３段階とを含み、第１段階、第２段階、第３段階は順に実行される。
【０００９】
本願の実施例はさらに昇圧回路の制御方法を提供しており、昇圧回路は、インダクタ、スイッチモジュール、容量及び制御モジュールを備え、スイッチモジュールは少なくとも第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチを備え、容量は第２スイッチに並列接続され、第１スイッチは、第１端子がインダクタの一端に接続され、第２端子が第２スイッチの第１端子に接続され、第２スイッチの第２端子が接地され、インダクタの他端が給電電源に接続され、第３スイッチの第１端子が第１スイッチの第１端子に接続され、第３スイッチの第２端子が接地され、制御方法は、第２スイッチ及び第３スイッチをオン状態にするように制御し、第２スイッチの第１端子に低レベルの電圧信号を出力させ、第１スイッチがオフ状態又はオン状態にある第１段階と、第２スイッチ及び第３スイッチをオフ状態にするように制御し、第１スイッチをオン状態にするように制御し、インダクタと容量にＬＣ共振を発生させ、第２スイッチの第１端子から出力された電圧信号が第１スイッチの第１端子の電圧信号の変化に従って変化する第２段階と、第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチをオフ状態にするように制御し、第１スイッチの第１端子の電圧をクランプし、第２スイッチの第１端子に所定周波数及び振幅の電圧信号を出力させる第３段階とを含み、前記第１段階、前記第２段階、前記第３段階は順に実行される。
【００１０】
本願の実施例は、従来技術に比べて、スイッチモジュールを制御することにより、昇圧回路の出力高電圧周波数を調整することができ、周波数ホッピング通信技術を用いて通信信号の信号対雑音比を向上させるとともに、昇圧回路の出力高電圧振幅を調整することができ、応用シーンに応じてコード化電圧振幅を調整することでシステムの消費電力を低減させることができる。
【００１１】
また、スイッチモジュールはさらに第３スイッチを備え、第３スイッチは、第１端子が第１スイッチの第１端子に接続され、第２端子が接地される。本実施例では、第３スイッチを設置することにより、回路の消費電力を低減させ、システム効率を向上させる。
【００１２】
また、スイッチモジュールはインダクタの他端に接続された第４スイッチをさらに備え、インダクタの他端が第４スイッチを介して給電電源に接続される。本実施例は、第２スイッチと第４スイッチのタイミングを制御することにより、昇圧回路の出力高電圧振幅及び周波数を独立にコントロールすることを実現する。
【００１３】
また、スイッチモジュール中の各スイッチはいずれも電界効果トランジスタであり、制御モジュールは各電界効果トランジスタの制御端子に接続されて、各電界効果トランジスタを制御する。本実施例はスイッチ群の構成方式を提供する。
【００１４】
また、スイッチモジュール中の第１スイッチはダイオードであり、スイッチモジュール中の他のスイッチはいずれも電界効果トランジスタであり、制御モジュールは各電界効果トランジスタの制御端子に接続されて、各電界効果トランジスタを制御する。本実施例は別のスイッチ群の構成方式を提供しており、ダイオードを第１スイッチとして利用し、ダイオードは順方向に導通し、逆方向に遮断する特性を有するので、制御するための駆動信号を送信する必要がない。
【００１５】
また、制御モジュールは、スイッチモジュールを駆動するための駆動回路、及び駆動回路の駆動方式を制御する制御回路を備える。本実施例は制御モジュールの構成方式を提供する。
【００１６】
また、駆動回路と制御回路は１つのチップに集積される。
【００１７】
また、昇圧回路の制御方法において、スイッチモジュールはインダクタの他端に接続された第４スイッチをさらに備え、インダクタの他端が第４スイッチを介して給電電源に接続され、制御方法は、第１段階の前、第２スイッチをオン状態にするように制御し、第４スイッチをオフ状態にするように制御し、第２スイッチの第１端子に低レベルの電圧信号を出力させ、第１スイッチがオフ状態又はオン状態にある初期段階をさらに含み、第１段階では、さらに第４スイッチをオン状態にするように制御し、第２段階では、さらに第４スイッチをオン状態にするように制御し、第３段階では、さらに第４スイッチをオン状態にするように制御する。本実施例は第４スイッチを含む場合のスイッチ制御方法を提供する。
【００１８】
また、昇圧回路の制御方法において、スイッチモジュールはインダクタの他端に接続された第４スイッチをさらに備え、インダクタの他端が第４スイッチを介して給電電圧に接続され、第１段階の前、第４スイッチをオフ状態にするように制御し、第２スイッチ及び第３スイッチをオン状態にするように制御し、第２スイッチの第１端子に低レベルの電圧信号を出力させ、第１スイッチがオフ状態又はオン状態にある初期段階をさらに含み、第１段階では、さらに第４スイッチをオン状態にするように制御し、第２段階では、さらに第４スイッチをオン状態にするように制御し、第３段階では、さらに第４スイッチをオン状態にするように制御する。本実施例は第４スイッチを含む場合のスイッチ制御方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
１つ又は複数の実施例をそれに対応する図面によって例示的に説明し、これらの例示的な説明は実施例を限定するものではなく、図面における同一符号を有する素子は類似する素子であり、特に説明しない限り、図面は比例を制限しない。
【図１】図１は従来技術に係るアクティブスタイラスペンが端末装置を制御する模式図である。
【図２】図２は本願の第１実施例に係る昇圧回路の模式図である。
【図３】図３は本願の第１実施例に係る昇圧回路の通常動作の波形模式図である。
【図４】図４は本願の第１実施例に係る昇圧回路の通常動作時の１周期分の波形模式図である。
【図５】図５は本願の第２実施例に係る昇圧回路の模式図である。
【図６】図６は本願の第３実施例に係る昇圧回路の模式図である。
【図７】図７は本願の第４実施例に係る昇圧回路の模式図である。
【図８】図８は本願の第４実施例に係る第４スイッチを備える昇圧回路の模式図である。
【図９】図９は本願の第５実施例に係るアクティブスタイラスペンの構造模式図である。
【図１０】図１０は本願の第６実施例に係る昇圧回路の制御方法のフローチャートである。
【図１１】図１１は本願の第７実施例に係る昇圧回路の制御方法のフローチャートである。
【図１２】図１２は本願の第８実施例に係る昇圧回路の制御方法のフローチャートである。
【図１３】図１３は本願の第９実施例に係る昇圧回路の制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本願の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下、図面及び実施例を参照して、本願の一部の実施例をより詳しく説明する。勿論、ここで説明される具体的な実施例は本願を解釈するためのものに過ぎず、本願を限定するものではない。
【００２１】
本願の第１実施例は、アクティブスタイラスペンに適用され、アクティブスタイラスペンの給電電源によりエネルギー入力が提供される時に、高電圧コード化信号をアクティブスタイラスペンのペン先に出力する昇圧回路に関する。図２に示すように、昇圧回路１０は、インダクタ１、スイッチモジュール、容量３及び制御モジュール４を備える。
【００２２】
スイッチモジュールは少なくとも第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２を備え、容量３は第２スイッチ２２に並列接続され、第１スイッチ２１は、第１端子がインダクタ１の一端に接続され、第２端子が第２スイッチ２２の第１端子に接続され、第２スイッチ２２の第２端子が接地され、インダクタ１の他端が給電電源に接続され、給電電源の電圧を受ける。
【００２３】
制御モジュール４は、スイッチモジュールの制御端子に接続され、スイッチモジュール中の各スイッチの状態を制御して、第２スイッチ２２の第１端子に所定周波数及び振幅の電圧信号を出力させる。なお、図２に示すように、第２スイッチ２２の第１端子から出力された所定周波数及び振幅の電圧信号は、図２のＡ点から出力される電圧信号であり、Ａ点がアクティブスタイラスペンのペン先に接続される。
【００２４】
本実施例では、制御モジュール４は制御回路４１及び駆動回路４２を備え、駆動回路４２は、スイッチモジュールの制御端子に接続され、スイッチモジュールを駆動し、制御回路４１は、駆動回路４２に接続され、駆動回路４２の駆動方式を制御して、駆動回路４２に所定デューティ比の方形波を発生させてスイッチモジュールを制御する。
【００２５】
一例では、駆動回路４２と制御回路４１が１つのチップに集積されて、チップのＩＯポートから方形波を直接出力するが、これに限定されず、制御回路４１と駆動回路４２が別体に設置されて、駆動回路４２によって方形波を出力してもよい。
【００２６】
本実施例では、スイッチモジュール中の各スイッチは電界効果トランジスタであり、すなわち、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２はいずれも電界効果トランジスタである。電界効果トランジスタ自体は寄生容量を有するため、容量３は第２スイッチ２２（電界効果トランジスタ）自体の寄生容量（本実施例では電界効果トランジスタを例とする）であってもよく、又は、昇圧回路１０に第２スイッチ２２に並列接続される１つの物理コンデンサを設置してもよく、この時、容量３は、該物理コンデンサと第２スイッチ２２（電界効果トランジスタ）自体の寄生容量が並列接続した後の総容量である。
【００２７】
制御モジュール４は、各電界効果トランジスタの制御端子に接続された、各電界効果トランジスタを制御し、すなわち、制御モジュール４の駆動回路４２はそれぞれが第１スイッチ２１（電界効果トランジスタ）及び第２スイッチ２２（電界効果トランジスタ）の制御端子に接続されて、駆動信号を送信してそれぞれ第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２を制御する。
【００２８】
本実施例では、昇圧回路解決手段の通常動作の波形の模式図は図３に示され、図４は該解決手段の通常動作時の１周期分の波形拡大図である。
【００２９】
以下、通常動作時の１周期を例として、昇圧回路解決手段の動作原理を説明し、図４に示すように、下表は１周期中の各段階のスイッチ状態であり、且つ第１段階、第２段階、第３段階は順に実行される。
【００３０】
【表１】
2019522956.tif 000003
【００３１】
第１段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２の両方を導通させるように制御し、すなわち、第１スイッチ２１及び第２スイッチ２２の両方をオン状態にするように制御し、Ａ点及びＢ点がいずれも接地され、この時、給電電源はインダクタ１を充電し、Ａ点は低レベル電圧信号を出力する。
【００３２】
第２段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２をオフにするように制御し、すなわち、第１スイッチ２１をオン状態にし、且つ第２スイッチ２２をオフ状態にするように制御し、この時、インダクタ１及び容量３はＬＣ共振回路を構成し、Ａ点から出力される電圧はＢ点の電圧に一致し、ＬＣ共振に従って振動する。
【００３３】
第３段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第１スイッチ２１をオフにするように制御し、すなわち、第１スイッチ２１、第２スイッチ２２の両方をオフ状態にするように制御し、一般的に、ＬＣ共振の１／４周期時に第１スイッチ２１をオフにし、この時、ＬＣ共振の上昇電圧は最大値に達し、容量３が存在するため、Ａ点の電圧は第１スイッチ２１をオフにする時の電圧値に維持できる。
【００３４】
本実施例の昇圧回路解決手段では、インダクタ１に磁気飽和現象が発生しない場合、第２スイッチ２２の導通時間はインダクタ１の充電電流の最大値を決め、第２スイッチ２２の導通時間は第１段階から第２段階までの期間であり、インダクタ１の充電電流の最大値はＬＣ共振回路の上昇電圧の最大値を決め、第１スイッチ２１をオフにする時点はＡ点の最終出力高電圧振幅を決め、第２スイッチ２２を導通する時にＡ点は低レベル電圧信号を出力し、第２スイッチ２２をオフにする時にＡ点は高電圧を出力し、第２スイッチ２２のスイッチング周波数はＡ点の出力高電圧の周波数を決め、従って、第１スイッチ２１と第２スイッチ２２のスイッチングタイミングを制御することにより、Ａ点の出力高電圧振幅及び周波数を同時にコントロールすることを実現でき、すなわち、Ａ点に所定周波数及び振幅の電圧信号を出力させることができる。
【００３５】
本実施例は、従来技術に比べて、スイッチモジュールを制御することにより、昇圧回路の出力高電圧周波数を調整することができ、周波数ホッピング通信技術を用いて通信信号の信号対雑音比を向上させるとともに、昇圧回路の出力高電圧振幅を調整することができ、応用シーンに応じてコード化電圧振幅を調整することでシステムの消費電力を低減させることができる。
【００３６】
本願の第２実施例は昇圧回路に関し、本実施例は第１実施例とほぼ同じであり、主な相違点は、第１実施例では、第１スイッチ２１が電界効果トランジスタであるが、図５に示すように、本実施例では、第１スイッチ２１がダイオードであることにある。
【００３７】
本実施例では、スイッチモジュール中の第１スイッチ２１はダイオードであり、他のスイッチはいずれも電界効果トランジスタであり、制御モジュール４は各電界効果トランジスタの制御端子に接続されて、各電界効果トランジスタを制御し、すなわち、制御モジュール４の駆動回路４２は第２スイッチ２２（電界効果トランジスタ）の制御端子に接続されて、駆動信号を送信して第２スイッチ２２を制御する。
【００３８】
本実施例では、図４に示すように、昇圧回路解決手段の動作原理は以下のとおりである（下表は各段階のスイッチ状態である）。
【００３９】
【表２】
2019522956.tif 000004
【００４０】
第１段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２を導通するように制御し、すなわち、第２スイッチ２２をオン状態にするように制御し、Ａ点は接地し、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧よりわずかに高く、この時、第１スイッチ２１（ダイオード）は導通し、給電電源はインダクタ１を充電し、Ａ点は低レベル電圧信号を出力する。
【００４１】
第２段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２をオフにするように制御し、すなわち、第２スイッチ２２をオフ状態にするように制御し、インダクタ１と第２スイッチ２２をオフにする時の容量３とはＬＣ共振回路を構成し、ＬＣ共振の最初の１／４周期にＢ点の電圧は上昇状態にあり、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧より高く、第１スイッチ２１（ダイオード）は導通状態にあり、Ａ点の出力電圧はＢ点の電圧に従って上昇する。
【００４２】
第３段階：ＬＣ共振の１／４周期後に、Ｂ点の電圧は降下状態にあり、Ａ点の電圧より低く、第１スイッチ２１（ダイオード）は逆方向に遮断して遮断状態にあり、Ａ点の出力電圧は第１スイッチ２１（ダイオード）を遮断する時のＢ点の電圧値にクランプされ、Ｂ点がＬＣ共振の上昇電圧の最大値から降下すると、ダイオードが逆方向に遮断するが、ダイオードに接合容量が存在するので、完全に遮断するまで一定の時間がかかり、従って、ダイオードが完全に遮断するまでの期間に、Ｂ点の共振電圧が降下し、Ａ点の出力電圧がＢ点の電圧に従い、それにより、Ａ点のクランプ出力高電圧はＬＣ共振の上昇電圧の最大値よりわずかに低く、すなわち、昇圧回路の出力高電圧をＬＣ共振回路の上昇電圧の最大値よりわずかに低くクランプする。
【００４３】
本実施例は第１実施例に比べて、ダイオードを第１スイッチとして利用し、ダイオードは順方向に導通し、逆方向に遮断する特性を有するので、制御するための駆動信号を送信する必要がない。
【００４４】
本願の第３実施例は、昇圧回路に関し、本実施例は第２実施例に基づいて改良されるものであり、主な改良は、本実施例では、図６に示すように、スイッチモジュールがさらに第３スイッチ２３を備えることである。
【００４５】
本実施例では、第３スイッチ２３は、第１端子が第１スイッチ２１の第１端子に接続され、第２端子が接地される。
【００４６】
本実施例では、図４に示すように、昇圧回路解決手段の動作原理は以下のとおりである（下表は各段階のスイッチ状態である）。
【００４７】
【表３】
2019522956.tif 000005
【００４８】
第１段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３を同時に導通するように制御し、すなわち、第２スイッチ２２、第３スイッチ２３の両方をオン状態にするように制御し、Ａ点及びＢ点はいずれも接地し、第１スイッチ２１（ダイオード）を遮断し、Ａ点は低レベル電圧信号を出力する。
【００４９】
第２段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３を同時にオフにするように制御し、すなわち、第２スイッチ２２、第３スイッチ２３の両方をオフ状態にするように制御し、インダクタ１と第２スイッチ２２をオフにする時の容量３及び第３スイッチ２３をオフにする時の容量３とはＬＣ共振回路を構成し、ＬＣ共振の最初の１／４周期にＢ点の電圧は上昇状態にあり、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧より高く、この時に第１スイッチ２１（ダイオード）は導通状態にあり、Ａ点の出力電圧はＢ点の電圧に従って上昇する。
【００５０】
第３段階：ＬＣ共振の１／４周期後に、Ｂ点の電圧は降下状態にあり、Ａ点の電圧より低く、第１スイッチ２１（ダイオード）は逆方向に遮断して遮断状態にあり、Ａ点の出力電圧は第１スイッチ２１（ダイオード）を遮断する時のＢ点の電圧値にクランプされる。
【００５１】
本実施例は第２実施例に比べて、第３スイッチが追加され、第１段階では、第２スイッチ及び第３スイッチが同時に導通し、Ａ点及びＢ点がいずれも接地し、第１スイッチ（ダイオード）が遮断状態にあるので、回路の消費電力を低減させ、システム効率を向上させる。なお、本実施例は第１実施例に基づいて改良されるものであってもよく、同じ技術的効果を達成することができる。
【００５２】
本願の第４実施例は昇圧回路に関し、本実施例は第２実施例に基づいて改良されるものであり、主な改良は、本実施例では、図７に示すように、スイッチモジュールがさらに第４スイッチ２４を備えることである。
【００５３】
本実施例では、インダクタ１の他端は第４スイッチ２４を介して給電電源に接続され、給電電源の電圧を受ける。
【００５４】
本実施例の昇圧回路解決手段の動作原理は以下のとおりである（下表は各段階のスイッチ状態である）。
【００５５】
【表４】
2019522956.tif 000006
【００５６】
初期段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２を導通し、第４スイッチ２４を遮断するように制御し、すなわち、第２スイッチ２２をオン状態、第４スイッチ２４をオフ状態にするように制御し、給電電源とインダクタ１はオフになり、回路にエネルギー入力はなく、Ａ点は接地し、Ｂ点はレンツの法則によって負圧が発生し、第１スイッチ２１（ダイオード）は逆方向に遮断して遮断状態にあり、Ａ点は低レベル電圧信号を出力する。
【００５７】
第１段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第４スイッチ２４を導通するように制御し、すなわち、第２スイッチ２２、第４スイッチ２４の両方をオン状態にするように制御し、給電電源はインダクタ１を充電し、Ａ点は接地し、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧より高く、第１スイッチ２１（ダイオード）は導通状態にあり、Ａ点は低レベル電圧信号を出力する。
【００５８】
第２段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２を遮断するように制御し、すなわち、第２スイッチ２２をオフ状態、第４スイッチ２４をオン状態にするように制御し、インダクタ１と第２スイッチ２２を遮断する時の容量３とはＬＣ共振回路を構成し、ＬＣ共振の最初の１／４周期にＢ点の電圧は上昇状態にあり、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧より高く、第１スイッチ２１（ダイオード）は導通状態にあり、Ａ点の出力電圧はＢ点の電圧に従って上昇する。
【００５９】
第３段階：ＬＣ共振の１／４周期後に、Ｂ点の電圧は降下状態にあり、Ａ点の電圧より低く、第１スイッチ２１（ダイオード）は逆方向に遮断して遮断状態にあり、Ａ点の出力電圧は第１スイッチ２１（ダイオード）を遮断する時のＢ点の電圧値にクランプされる。
第２実施例では、第２スイッチ２２は出力高電圧の振幅及び周波数を同時に調整し、出力周波数要件が高いほど、第２スイッチ２２を速く切り替える必要があり、その分、Ａ点の出力電圧の振幅が小さくなる（第２スイッチ２２の切り替えが速いほど、第２スイッチ２２の導通時間が短く、それによりインダクタの充電時間が短い）。本実施例では、第４スイッチ２４が追加され、第４スイッチ２４を遮断する時、給電電源とインダクタ１はオフになり、回路にエネルギー入力はなく、第４スイッチ２４を導通する時、給電電源とインダクタ１は回路を接続してエネルギー入力を提供し、インダクタを充電する。第４スイッチ２４を追加し、インダクタの充電時間をコントロールし、インダクタ１の充電電流の最大値を制御することにより、ＬＣ共振回路の上昇電圧の最高値を制御して、Ａ点の出力高電圧振幅をコントロールし、すなわち、第４スイッチ２４を制御することによりＡ点の出力高電圧振幅をコントロールする。
【００６０】
また、図８に示すように、本実施例は第３実施例に基づいて改良されるものであってもよい。
【００６１】
本実施例では、第４スイッチ２４はインダクタ１の他端に接続され、インダクタ１は第４スイッチ２４を介して給電電源の電圧を受ける。
【００６２】
本実施例の昇圧回路解決手段の動作原理は以下のとおりである（下表は各段階のスイッチ状態である）。
【００６３】
【表５】
2019522956.tif 000007
【００６４】
初期段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３を同時に導通し、第４スイッチ２４を遮断するように制御し、すなわち、第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３の両方をオン状態にし、且つ第４スイッチ２４をオフ状態にするように制御し、給電電源とインダクタ１はオフになり、回路にエネルギー入力はなく、Ａ点及びＢ点はいずれも接地し、第１スイッチ２１（ダイオード）は遮断状態にあり、Ａ点は低レベル電圧信号を出力する。
【００６５】
第１段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第４スイッチ２４を導通するように制御し、すなわち、第２スイッチ２２、第３スイッチ２３及び第４スイッチのすべてをオン状態にするように制御し、給電電源はインダクタ１を充電し、Ａ点及びＢ点はいずれも接地し、第１スイッチ２１（ダイオード）は遮断状態にあり、Ａ点は低レベル電圧信号を出力する。
【００６６】
第２段階：制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３を同時に遮断するように制御し、すなわち、第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３の両方をオフ状態にし、且つ第４スイッチ２４をオン状態にするように制御し、インダクタ１と第２スイッチ２２を遮断する時の容量３及び第３スイッチ２３を遮断する時の容量３とはＬＣ共振回路を構成し、ＬＣ共振の最初の１／４周期にＢ点の電圧は上昇状態にあり、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧より高く、第１スイッチ２１（ダイオード）は導通状態にあり、Ａ点の出力電圧はＢ点の電圧に従って上昇する。
【００６７】
第３段階：ＬＣ共振の１／４周期後に、Ｂ点の電圧は降下状態にあり、Ａ点の電圧より低く、第１スイッチ２１（ダイオード）は逆方向に遮断して遮断状態にあり、Ａ点の出力電圧は第１スイッチ２１（ダイオード）を遮断する時のＢ点の電圧値にクランプされる。
本実施例では、第４スイッチ２４を遮断する時、給電電源とインダクタ１はオフになり、回路にエネルギー入力はなく、第４スイッチ２４を導通する時、給電電源とインダクタ１は回路を接続してエネルギー入力を提供し、インダクタを充電する。第４スイッチ２４を追加し、インダクタの充電時間をコントロールし、インダクタ１の充電電流の最大値を制御することにより、ＬＣ共振回路の上昇電圧の最高値を制御して、Ａ点の出力高電圧振幅をコントロールし、すなわち、第４スイッチ２４を制御することによりＡ点の出力高電圧振幅をコントロールする。
【００６８】
本実施例は第２実施例に比べて、第２スイッチのタイミングを制御することにより、出力高電圧周波数をコントロールすることを実現し、第４スイッチのタイミングを制御することにより、出力高電圧振幅をコントロールすることを実現する。すなわち、本実施例では出力高電圧の振幅及び周波数を独立に制御することを実現し、必要に応じて出力高電圧の振幅及び周波数を任意に調整することができる。なお、本実施例は第１実施例に基づいて改良されるものであってもよく、同じ技術的効果を達成することができる。
【００６９】
本願の第５実施例はアクティブスタイラスペンに関し、コンピュータスクリーン、携帯型装置、ペンタブレットなどタッチパネルを有する端末装置に命令を書き込み又は入力して、ヒューマンコンピュータインタラクションを実現する。図９に示すように、アクティブスタイラスペン３０１は、ペン本体３０２、ペン先３０３、給電電源３０４及び第１実施例〜第４実施例のいずれかに記載の昇圧回路１０を備える。
【００７０】
本実施例では、ペン先３０３はペン本体３０２の一端に設置され、給電電源３０４及び昇圧回路１０はいずれもペン本体３０２内に設置され、インダクタ１の他端が給電電源３０４に接続され、第２スイッチ２２の第１端子がペン先３０３に接続され、ペン先３０３によって所定周波数及び振幅の電圧信号がコード化信号に変換されて送信される。
【００７１】
本実施例は、従来技術に比べて、昇圧回路を用いたアクティブスタイラスペンを提供する。
【００７２】
本願の第６実施例は、上記昇圧回路１０（図５参照）に適用される昇圧回路の制御方法に関する。
【００７３】
昇圧回路の制御方法の具体的なフローチャートは図１０に示される。
【００７４】
ステップ１０１、第１段階：第１スイッチ及び第２スイッチの両方をオン状態にするように制御する。
【００７５】
具体的には、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２をオン状態にするように制御し、Ａ点は接地し、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧よりわずかに高く、この時、第１スイッチ２１（ダイオード）は導通し、給電電源はインダクタ１を充電し、第２スイッチ２２の第１端子に低レベルの電圧信号を出力させる。
【００７６】
本実施例では、第１スイッチ２１はダイオードであり、ダイオードの順方向に導通し、逆方向に遮断する特性のため、そのオフ・オン状態は第２スイッチ２２のオフ・オン状態の変化に応じて変化し、すなわち、制御回路４１が第２スイッチ２２のオフ・オンを制御することにより、第１スイッチ２１（ダイオード）のオフ・オン状態が変化し、従って、第１スイッチ２１がたとえばダイオードのような部品（順方向に導通し、逆方向に遮断する特性を有する）である場合、制御回路４１によるそれへの制御は、制御回路４１が第２スイッチ２２を制御することにより第１スイッチ２１を間接的に制御すると理解でき、すなわち、制御回路４１によるそれへの制御は間接的制御であり、第１スイッチ２１が制御端子を有する部品、たとえば電界効果トランジスタである場合、制御回路４１によるそれへの制御は直接制御（すなわち、制御回路４１はオフ・オンを示す信号を第１スイッチ２１の制御端子に直接送信する）である。
【００７７】
ステップ１０２、第２段階：第１スイッチをオン状態にし、且つ第２スイッチをオフ状態にするように制御する。
【００７８】
具体的には、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２をオフ状態にするように制御し、この時、インダクタ１と第２スイッチ２２をオフにする時の容量３とはＬＣ共振回路を構成し、ＬＣ共振が発生し、ＬＣ共振の最初の１／４周期にＢ点の電圧は上昇状態にあり、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧より高く、第１スイッチ２１（ダイオード）は導通状態にあり、この時、第２スイッチ２２の第１端子から出力された電圧信号は第１スイッチの第１端子（すなわちＢ点）の電圧信号に従って上昇する。
【００７９】
ステップ１０３、第３段階：第１スイッチ及び第２スイッチの両方をオフ状態にするように制御する。
【００８０】
具体的には、ＬＣ共振の１／４周期後に、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２をオフにするように制御し、Ｂ点の電圧は降下状態にあり、Ａ点の電圧より低く、第１スイッチ２１（ダイオード）は逆方向に遮断して遮断状態にあり、容量３が存在するため、第１スイッチ２１（ダイオード）の第１端子の電圧信号はクランプされ、第２スイッチ２２の第１端子から出力された電圧信号は第１スイッチ２１（ダイオード）をオフにする時の電圧値に維持し、すなわち、第２スイッチ２２の第１端子は所定周波数及び振幅の電圧信号を出力する。
【００８１】
本実施例の昇圧回路解決手段では、インダクタ１に磁気飽和現象が発生しない場合、第２スイッチ２２の導通時間はインダクタ１の充電電流の最大値を決め、第２スイッチ２２の導通時間は第１段階から第２段階までの期間であり、インダクタ１の充電電流の最大値はＬＣ共振回路の上昇電圧の最大値を決め、第１スイッチ２１をオフにする時点はＡ点の最終出力高電圧振幅を決め、第２スイッチ２２を導通する時にＡ点は低レベル電圧信号を出力し、第２スイッチ２２をオフにする時にＡ点は高電圧を出力し、第２スイッチ２２のスイッチング周波数はＡ点の出力高電圧の周波数を決め、従って、第１スイッチ２１と第２スイッチ２２のスイッチングタイミングを制御することにより、Ａ点の出力高電圧振幅及び周波数を同時にコントロールすることを実現でき、すなわち、Ａ点に所定周波数及び振幅の電圧信号を出力させることができる。
【００８２】
明らかなように、本実施例は第１実施例、第２実施例に対応する方法実施例であり、本実施例は第１実施例、第２実施例と組み合わせて実施できる。第１実施例、第２実施例に記載の関連技術の詳細は本実施例にも適用でき、重複を少なくするために、ここで繰り返し説明しない。対応して、本実施例に記載の関連技術の詳細も第１実施例、第２実施例に適用できる。
【００８３】
本実施例は、従来技術に比べて、スイッチモジュールを制御することにより、昇圧回路の出力高電圧周波数を調整することができ、周波数ホッピング通信技術を用いて通信信号の信号対雑音比を向上させるとともに、昇圧回路の出力高電圧振幅を調整することができ、応用シーンに応じてコード化電圧振幅を調整することでシステムの消費電力を低減させることができる。
【００８４】
本願の第７実施例は昇圧回路の制御方法に関し、本実施例は第６実施例に基づいて改良されるものであり、主な改良は、スイッチモジュールに第４スイッチが追加される場合、第４スイッチへの制御を追加することである。
【００８５】
本実施例では、図７に示すように、スイッチモジュールはさらに第４スイッチ２４を備え、第４スイッチ２４がインダクタ１の他端に接続され、インダクタ１の他端が第４スイッチ２４を介して給電電源に接続される。
【００８６】
昇圧回路の制御方法の具体的なフローチャートは図１１に示される。
【００８７】
ステップ２０１、初期段階：第２スイッチをオン状態にするように制御し、第４スイッチをオフ状態にするように制御し、第１スイッチはオフ又はオン状態にある。
【００８８】
具体的には、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２をオン状態にし、第４スイッチ２４をオフ状態にするように制御し、この時、回路にエネルギー入力はなく、Ａ点は接地し、Ｂ点はレンツの法則によって負圧が発生し、第１スイッチ２１（ダイオード）は逆方向に遮断して遮断状態にあり、第２スイッチ２２の第１端子は低レベルの電圧信号を出力する。なお、第１スイッチ２１は電界効果トランジスタである場合、オフ又はオン状態にあってもよく、好ましくは、第１スイッチ２１はオフ状態にあり、回路の消費電力を低減させることができることができる。
【００８９】
ステップ２０２、第１段階：第１スイッチ、第２スイッチ及び第４スイッチのすべてをオン状態にするように制御する。
【００９０】
具体的には、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２及び第４スイッチ２４の両方をオン状態にするように制御し、給電電源はインダクタ１を充電し、Ａ点は接地し、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧より高く、第１スイッチ２１（ダイオード）は導通状態にあり、第２スイッチ２２の第１端子は低レベル電圧信号を出力する。
【００９１】
ステップ２０３、第２段階：第１スイッチ、第４スイッチをオン状態にし、且つ第２スイッチをオフ状態にするように制御する。
【００９２】
具体的には、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第４スイッチ２４をオン状態にし、且つ第２スイッチ２２をオフ状態にするように制御し、インダクタ１と第２スイッチ２２を遮断する時の容量３とはＬＣ共振回路を構成し、ＬＣ共振の最初の１／４周期にＢ点の電圧は上昇状態にあり、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧より高く、第１スイッチ２１（ダイオード）は導通状態にあり、第２スイッチ２２の第１端子から出力された電圧はＢ点の電圧に従って上昇する。
【００９３】
ステップ２０４、第３段階：第１スイッチ、第２スイッチをオフ状態にし、且つ第４スイッチをオン状態にするように制御する。
【００９４】
具体的には、ＬＣ共振の１／４周期後に、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２をオフ状態にし、且つ第４スイッチ２４をオン状態にするように制御し、Ｂ点の電圧は降下状態にあり、Ａ点の電圧より低く、第１スイッチ２１（ダイオード）は逆方向に遮断して遮断状態にあり、この時、第２スイッチ２２の第１端子から出力された電圧信号は第１スイッチ２１をオフにする時の電圧値にクランプされ、すなわち、第２スイッチ２２の第１端子は所定周波数及び振幅の電圧信号を出力する。
【００９５】
本実施例では、第４スイッチ２４が追加され、第４スイッチ２４を遮断する時、給電電源とインダクタ１はオフになり、回路にエネルギー入力はなく、第４スイッチ２４を導通する時、給電電源とインダクタ１は回路を接続してエネルギー入力を提供し、インダクタを充電する。第４スイッチ２４を追加し、インダクタの充電時間をコントロールし、インダクタ１の充電電流の最大値を制御することにより、ＬＣ共振回路の上昇電圧の最高値を制御して、Ａ点の出力高電圧振幅をコントロールし、すなわち、第４スイッチ２４を制御することによりＡ点の出力高電圧振幅をコントロールする。
【００９６】
第４実施例が本実施例に対応するため、本実施例は第４実施例と組み合わせて実施できる。第４実施例に記載の関連技術の詳細は本実施例にも適用でき、第４実施例では達成できる技術的効果は本実施例でも実現でき、重複を少なくするために、ここで繰り返し説明しない。対応して、本実施例に記載の関連技術の詳細も第４実施例に適用できる。
【００９７】
本実施例は第６実施例に比べて、第２スイッチのタイミングを制御することにより、出力高電圧周波数を独立にコントロールすることを実現し、第４スイッチのタイミングを制御することにより、出力高電圧振幅を独立にコントロールすることを実現する。
【００９８】
本願の第８実施例は、上記昇圧回路１０（図６参照）に適用される昇圧回路の制御方法に関する。
【００９９】
昇圧回路の制御方法の具体的なフローチャートは図１２に示される。
【０１００】
ステップ３０１、第１段階：第２スイッチ及び第３スイッチの両方をオン状態にするように制御し、第１スイッチはオフ又はオン状態にある。
【０１０１】
具体的には、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３の両方をオン状態にするように制御し、この時、Ａ点及びＢ点はいずれも接地し、第１スイッチ２１（ダイオード）は遮断し、第２スイッチ２２の第１端子は低レベルの電圧信号を出力する。なお、第１スイッチ２１は電界効果トランジスタである場合、オフ又はオン状態にあってもよく、好ましくは、第１スイッチ２１はオフ状態にあり、それにより回路の消費電力を低減させることができる。
【０１０２】
第１スイッチ２１が制御端子を有する部品、たとえば電界効果トランジスタである場合、制御回路４１によるそれへの制御は直接制御（すなわち、制御回路４１はオフ・オンを示す信号を第１スイッチ２１の制御端子に直接送信する）であり、第１スイッチ２１がダイオードである場合、ダイオードの順方向に導通し、逆方向に遮断する特性のため、そのオフ・オン状態は第２スイッチ２２、第３スイッチ２３のオフ・オン状態の変化に応じて変化し、すなわち、制御回路４１が第２スイッチ２２、第３スイッチ２３のオフ・オンを制御することにより、第１スイッチ２１（ダイオード）のオフ・オン状態が変化し、従って、第１スイッチ２１がたとえばダイオードのような部品（順方向に導通し、逆方向に遮断する特性を有する）である場合、制御回路４１によるそれへの制御は、制御回路４１が第２スイッチ２２、第３スイッチ２３を制御することにより第１スイッチ２１を間接的に制御すると理解でき、すなわち、制御回路４１による第１スイッチ２１への制御は間接的制御である。
【０１０３】
ステップ３０２、第２段階：第２スイッチ及び第３スイッチをオフ状態にし、第１スイッチをオン状態にするように制御する。
【０１０４】
具体的には、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３をオフ状態にするように制御し、インダクタ１と第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３をオフにする時の容量３とはＬＣ共振回路を構成し、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧より高く、この時、第１スイッチ２１（ダイオード）は導通状態にあり、ＬＣ共振の最初の１／４周期に第２スイッチ２２の第１端子から出力された電圧信号は共振に応じて上昇し、すなわち、第２スイッチ２２の第１端子から出力された電圧信号は第１スイッチ２１の第１端子の電圧信号の上昇に従って上昇する。
【０１０５】
ステップ３０３、第３段階：第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチのすべてをオフ状態にするように制御する。
【０１０６】
具体的には、ＬＣ共振の１／４周期後に、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３の両方をオフ状態にするように制御し、この時、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧より低く、第１スイッチ２１（ダイオード）は逆方向に遮断して遮断状態にあり、第１スイッチ２１（ダイオード）の第１端子の電圧はクランプされ、第２スイッチ２２の第１端子から出力された電圧信号は第１スイッチ２１をオフにする時の電圧値にクランプされ、すなわち、第２スイッチ２２の第１端子は所定周波数及び振幅の電圧信号を出力する。
【０１０７】
本実施例の昇圧回路解決手段では、インダクタ１に磁気飽和現象が発生しない場合、第２スイッチ２２の導通時間はインダクタ１の充電電流の最大値を決め、第２スイッチ２２の導通時間は第１段階から第２段階までの期間であり、インダクタ１の充電電流の最大値はＬＣ共振回路の上昇電圧の最大値を決め、第１スイッチ２１をオフにする時点はＡ点の最終出力高電圧振幅を決め、第２スイッチ２２を導通する時にＡ点は低レベル電圧信号を出力し、第２スイッチ２２をオフにする時にＡ点は高電圧を出力し、第２スイッチ２２のスイッチング周波数はＡ点の出力高電圧の周波数を決め、従って、第１スイッチ２１と第２スイッチ２２のスイッチングタイミングを制御することにより、Ａ点の出力高電圧振幅及び周波数を同時にコントロールすることを実現でき、すなわち、Ａ点に所定周波数及び振幅の電圧信号を出力させることができる。
【０１０８】
第３実施例が本実施例に対応するため、本実施例は第３実施例と組み合わせて実施できる。第３実施例に記載の関連技術の詳細は本実施例にも適用でき、第３実施例では達成できる技術的効果は本実施例でも実現でき、重複を少なくするために、ここで繰り返し説明しない。対応して、本実施例に記載の関連技術の詳細も第３実施例に適用できる。
【０１０９】
本実施例は、従来技術に比べて、第３スイッチを追加する場合の制御方法を提供しており、回路の消費電力を低減させ、システム効率を向上させる。
【０１１０】
本願の第９実施例は昇圧回路の制御方法に関し、本実施例は第８実施例に基づいて改良されるものであり、主な改良は、スイッチモジュールに第４スイッチが追加される場合、第４スイッチへの制御を追加することである。
【０１１１】
本実施例では、図８に示すように、スイッチモジュールは、インダクタ１の他端に接続された第４スイッチ２４をさらに備え、インダクタ１は第４スイッチ２４を介して給電電源の電圧を受ける。
【０１１２】
昇圧回路の制御方法の具体的なフローチャートは図１３に示される。
ステップ４０１、初期段階：第４スイッチをオフ状態にし、且つ第２スイッチ、第３スイッチをオン状態にするように制御し、第１スイッチ２１はオフ又はオン状態にある。
【０１１３】
具体的には、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第４スイッチ２４をオフ状態にし、且つ第２スイッチ２２、第３スイッチ２３の両方をオン状態にするように制御し、この時、回路にエネルギー入力はなく、Ａ点及びＢ点はいずれも接地し、第１スイッチ２１（ダイオード）は遮断状態にあり、第２スイッチ２２の第１端子は低レベルの電圧信号を出力する。なお、第１スイッチ２１は電界効果トランジスタである場合、オフ又はオン状態にあってもよく、好ましくは、第１スイッチ２１はオフ状態にあり、それにより回路の消費電力を低減させることができる。
【０１１４】
ステップ４０２、第１段階：第２スイッチ、第３スイッチ及び第４スイッチをオン状態にするように制御し、第１スイッチはオフ又はオン状態にある。
【０１１５】
具体的には、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２、第３スイッチ２３及び第４スイッチ２４のすべてをオン状態にするように制御し、給電電源はインダクタ１を充電し、Ａ点及びＢ点はいずれも接地し、第１スイッチ２１（ダイオード）は遮断状態にあり、この時、第２スイッチ２２の第１端子は低レベルの電圧信号を出力する。なお、第１スイッチ２１は電界効果トランジスタである場合、オフ又はオン状態にあってもよく、好ましくは、第１スイッチ２１はオフ状態にあり、それにより回路の消費電力を低減させることができる。
【０１１６】
ステップ４０３、第２段階：第２スイッチ及び第３スイッチの両方をオフ状態にするように制御し、第１スイッチ、第４スイッチをオン状態にするように制御する。
【０１１７】
具体的には、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３の両方をオフ状態にするように制御し、第４スイッチ２４をオン状態にするように制御し、インダクタ１と第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３をオフにする時の容量３とはＬＣ共振回路を構成し、ＬＣ共振の最初の１／４周期にＢ点の電圧は上昇状態にあり、Ｂ点の電圧はＡ点の電圧より高く、第１スイッチ２１（ダイオード）は導通状態にあり、この時、第２スイッチ２２の第１端子から出力された電圧信号は共振に応じて上昇し、すなわち、第２スイッチ２２の第１端子から出力された電圧信号は第１スイッチ２１の第１端子の電圧信号の上昇に従って上昇する。
【０１１８】
ステップ４０４、第３段階：第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチのすべてをオフ状態にし、第４スイッチをオン状態にするように制御する。
【０１１９】
具体的には、ＬＣ共振の１／４周期後に、制御回路４１は駆動回路４２を制御して駆動信号を送信させ、第２スイッチ２２及び第３スイッチ２３の両方をオフ状態にし、第４スイッチ２４をオン状態にするように制御し、この時、Ｂ点の電圧は降下状態にあり、Ａ点の電圧より低く、第１スイッチ２１（ダイオード）は逆方向に遮断して遮断状態にあり、第１スイッチ２１（ダイオード）の第１端子の電圧はクランプされ、第２スイッチ２２の第１端子から出力された電圧信号は第１スイッチ２１をオフにする時の電圧値にクランプされ、すなわち、第２スイッチ２２の第１端子は所定周波数及び振幅の電圧信号を出力する。
【０１２０】
本実施例では、第４スイッチ２４を遮断する時、給電電源とインダクタ１はオフになり、回路にエネルギー入力はなく、第４スイッチ２４を導通する時、給電電源とインダクタ１は回路を接続してエネルギー入力を提供し、インダクタを充電する。第４スイッチ２４を追加し、インダクタの充電時間をコントロールし、インダクタ１の充電電流の最大値を制御することにより、ＬＣ共振回路の上昇電圧の最高値を制御して、Ａ点の出力高電圧振幅をコントロールし、すなわち、第４スイッチ２４を制御することによりＡ点の出力高電圧振幅をコントロールする。
【０１２１】
第４実施例が本実施例に対応するため、本実施例は第４実施例と組み合わせて実施できる。第４実施例に記載の関連技術の詳細は本実施例にも適用でき、第４実施例では達成できる技術的効果は本実施例でも実現でき、重複を少なくするために、ここで繰り返し説明しない。対応して、本実施例に記載の関連技術の詳細も第４実施例に適用できる。
本実施例は第８実施例に比べて、第２スイッチのタイミングを制御することにより、出力高電圧周波数を独立にコントロールすることを実現し、第４スイッチのタイミングを制御することにより、出力高電圧振幅を独立にコントロールすることを実現する。
【０１２２】
上記各種方法のステップの分割は、明確に説明するためのものに過ぎず、実現する時に１つのステップに組み合わせてもよく、あるステップを複数のステップに分解してもよく、同じ論理的関係さえ含まれれば、本特許の保護範囲内に属する。アルゴリズム及びプロセスの重要な設計を変更することなく、アルゴリズム又はプロセスに些細な変更を加えたり、些細な設計を導入したりすることは、該特許の保護範囲内に属する。
【０１２３】
当業者であれば、上記各実施例は本願を実現する具体的な実施例であるが、実際の応用において、本願の精神と範囲を逸脱することなく、形式や詳細を様々に変更することができると理解できる。
【図１】
2019522956.tif 000008
【図２】
2019522956.tif 000009
【図３】
2019522956.tif 000010
【図４】
2019522956.tif 000011
【図５】
2019522956.tif 000012
【図６】
2019522956.tif 000013
【図７】
2019522956.tif 000014
【図８】
2019522956.tif 000015
【図９】
2019522956.tif 000016
【図１０】
2019522956.tif 000017
【図１１】
2019522956.tif 000018
【図１２】
2019522956.tif 000019
【図１３】
2019522956.tif 000020
【国際調査報告】
2019522956.tif 000021
2019522956.tif 000022
2019522956.tif 000023
2019522956.tif 000024