SGL8022W,调光触控触摸芯片IC,APS8022W-E

一、概述

APS8022W-E是为实现人体触摸界面而设计的一款电容式触摸控制芯片。可替代机械式轻触按键，实现防水防尘、密封隔离、坚固美观的操作界面。使用该芯片可以实现LED 灯光的触摸开关控制和亮度调节。

二、特性

1、工作电压范围：2.4～5.5V。

2、待机功耗低,待机电流：13uA@VDD=3V &CMOD=15nF。

3、按键响应时间：小于100ms。

4、控制信号输出频率：无级调光PWM频率24KKHz，三段调光PWM频率32KKHz，无频闪现象。

5、上电0.5秒快速初始化。环境自适应功能，可快速应对先上电后覆盖介质、触摸上电等应用场景。

6、HBM ESD：±5KV以上。

7、内置稳压源、上电复位(POR)、低压复位(LVR)、环境自适应算法、高效数字滤波算法等多种措施，可靠性高。

8、抗电源干扰及手机干扰特性好，近距离、多角度手机干扰情况下触摸响应灵敏度及可靠性不受影响。

9、高灵敏度(用户可自行调节)。

10、按键感应盘大小：大于3mm*3mm,根据不同面板材质跟厚度而定，可以直接用大面积金属片。

11、按键感应盘材料：PCB铜箔，金属片，平顶锥形弹簧，导电橡胶，导电玻璃的ITO层等。

12、面板厚度：0～12mm，根据不同的面板材质有所不同。

13、面板材质：绝缘材料，如有机玻璃，普通玻璃，钢化玻璃，塑胶，木材，纸张，陶瓷，石材等。

14、高防水性能，芯片内置防水算法。在防水模式下，无论面板上有溅水、漫水甚至完全被水淹没，按键都可以正确快速的响应。不同于目前一般感应按键在面板溅水、漫水时容易误动作，积水后反应迟钝或误响应的情况。

三、应用范围

触摸台灯、触摸化妆镜灯、触摸直播灯。

四、封装及引脚定义

1、封装及引脚定义

APS8022W-E，SOP8

2、引脚定义描述

引脚类型：

I：CMOS输入。                         O：推挽型CMOS输出。

I-PH：CMOS输入内置上拉电阻。          I-PL：CMOS输入内置下拉电阻。

I/O：CMOS输入/输出。                  P：电源/接地。

五、功能描述

TCH触摸输入对应SO灯光控制输出(PWM)，共有四种功能可选，由OPT1/OPT2管脚上电前的输入状态来决定。下表是输出模式配置表(1表示接VDD，0表示接GND)：

详细功能说明如下：

1、模式1(无级调光)：亮度无记忆无缓冲

(1)、TCH触控输入对应SO的 PWM调光LED输出。初始上电时，灯为关灭状态。

(2)、短按触摸（触摸持续时间小于550ms）时，可实现灯光的亮灭控制。一次短按触摸，灯亮；再一次短按触摸，灯灭；如此循环。灯光点亮或关灭时，亮度无缓冲。且上电后第一次触摸开机灯光点亮初始亮度固定为100%占空比。

(3)、长按触摸（触摸持续时间大于550ms）时，可实现灯光无级亮度调节。一次长按触摸，灯光亮度逐渐增加，松开时灯光亮度停在松开时刻对应的亮度，若长按时间超过3秒钟，则灯光亮度达到最大亮度后不再变化；再一次长按触摸，灯光亮度逐渐降低，松开时灯光亮度停在松开时刻对应的亮度，若长按时间超过3秒钟，则灯光亮度达到最小亮度后不再变化；如此循环。

(4)、最高亮度的PWM信号占空比为为100%，关灯情况下长按触摸也可以开灯，此时按键按下后先以最高亮度点灯，若超过550ms后仍未松开，则向下无级调光。

(5)、短按触摸和长按触摸可以在任何时候随意使用，相互之间功能不受干扰和限制。

2、模式2(无级调光)：亮度无记忆有缓冲

在模式1的基础上，在点击触摸开灯和关灯时，通过使灯光由一个较低亮度平滑过渡到开灯初始亮度，在点击触摸关灯时，使灯光由当前亮度平滑降低直至关灭，从而达到亮度平滑变化的视觉缓冲效果，起到保护眼睛和视力的效果。

3、模式3(无级调光)：亮度有记忆有缓冲

(1)在模式2的基础上增加了亮度记忆功能。即在电源不断电的情况下，每次短按触摸关灯时的亮度会被记忆，下次短按触摸开灯时会以此亮度作为初始亮度。

(2)初始上电或断电后重新上电，第一次开灯的初始亮度固定为100%最高亮度，第一次调光的方向固定为向下调光。

(3)未断电短按开灯后第一次长按调光的方向由之前记忆的亮度值来决定，若记忆亮度值大于50%，则向下调光；若记忆亮度值小于50%，则向上调光。

4、模式4(三段调光)：低->中->高->灭

(1)、初始上电时，SO输出全低电平，灯为关灭状态。

(2)、每次点击触摸，灯光亮度按低亮度->中亮度->高亮度->灭依次循环变化，低、中、高三档亮度对应的PWM占空比分别为12.5%、43.75%、100%。

六、应用参考电路图

注意：

(1)、C1、C2、Cm靠近IC，应采取与IC的VDD和GND管脚最短距离布线。

(2)、芯片第5脚TCH串联的5.1K电阻作用：1、提高触摸抗干扰能力。2、外部意外进入的电压限流，焊接触摸弹簧或触摸金属盘时，防止电烙铁漏电电压电流进入芯片引起损坏芯片。3、建议阻值大于5.1K。

(3)、在PCB上从触摸盘到TCH管脚的走线越短越好，且触摸走线与其它走线不得平行或交叉。

(4)、电源供电必须稳定，若电源电压发生快速漂移或跳变，可能造成灵敏度异常或误检测。

(5)、触摸介质，不得含有金属或导电材料成份﹐表面涂料也同样要求。

(6)、触摸盘的形状与面积、以及与TCH引脚间导线长度，均会对触摸感应灵敏度产生影响。

(7)、PCB铺地比例越小(或触摸走线和触摸盘离铺地间距越远)，PCB触摸焊盘与地之间的寄生电容越小，人体触摸后手指电容相对PCB寄生电容变化越大，触摸灵敏度越高，可穿透介质越厚，但易受到外界干扰。

(8)、PCB铺地比例越大(或触摸走线和触摸盘离铺地间距越近)，PCB触摸焊盘与地之间的寄生电容越大，人体触摸后手指电容相对PCB寄生电容变化越小，触摸灵敏度越低，可穿透介质越薄，不易受到外界干扰。

(9)、建议实际应用时兼顾灵敏度和抗干扰设计PCB的铺地形式。如对穿透介质厚度要求不高，建议增加铺地比例以提高抗干扰性能。

七、灵敏度调节

1、灵敏度调节电容

芯片CMOD管脚为灵敏度调节采样电容输入口，根据实际情况采用不同介质、介质不同厚度、产品结构、PCB布线铺地情况，可通过调整CMOD与GND之间的Cm电容来调节触摸灵敏度，达到灵敏度最理想状态。

CMOD灵敏度调节采样电容建议使用容值范围15～47nF，精度为10%的X7R电容。电容容值越大，灵敏度越高，抗干扰能力降低；电容容值越小，灵敏度越低，抗干扰能力增强。

并不是电容越大就越灵敏，不合适的电容，会导致过灵敏或反应迟钝，调整依据以手指刚好接触到触摸介质有反应为最理想状态，如果需要用力压才有反应，说明灵敏度不够，如果还没有接触到介质就有反应，说明灵敏度过高。具体应根据实际应用的PCB和产品外壳相结合来调整，定案后生产过程中无需再重新调整。

需要使用在大面积金属直接接触的触控方案上时，建议在触摸布线靠近芯片TCH引脚串联一个102左右的电容，具体容量按实际应用调整为准。

2、影响触摸灵敏度的因素

影响触摸灵敏度的因素主要有以下几个方面：

（1）、按键离芯片的距离。离芯片越近的按键，其触摸效果越好，反之则越差。因此用户在PCB布局的时候，尽量将芯片放置在相距最远的两个按键的中间位置。

（2）、按键至芯片的连线线宽。按键至芯片走线越细,触摸效果越好,反之则越差。因此尽量使按键至芯片之间连线更细。

（3）、按键至芯片的连线和其它信号线（包括地线）的距离。距离越远，则其它信号线对触摸按键的影响越小，建议触摸按键至芯片的连线尽量远离其它信号线。不同触摸按键与芯片连线的相互影响很小，因此可以靠的比较近。

（4）、触摸按键和面板的接触面积。面积越大、接触越紧密，触摸效果越好，反之越差。

（5）、触摸面板的材质和厚度。面板越薄，触摸效果越好，反之越差。用玻璃、微晶板等材质做成的面板，其触摸效果要比用塑料、有机玻璃等材质做成的面板好。而金属材质的面板无法检测触摸按键。

八、注意事项

1、电源部分

如果电源的纹波幅度达到了0.2V，建议对电源做特别处理，比如电源部分增加稳压LDO或滤波电路等。

2、PCB设计

用户在设计PCB 的时候，应该注意以下几个方面：

（1）、芯片的滤波电容尽量紧靠着芯片，过电容的连线应不宽于电容焊盘。

（2）、触摸按键检测部分的地线应该单独连接成一个独立的地，再有一个点连接到整机的共地。

（3）、避免高压、大电流、高频操作的主板与触摸电路板上下重叠安置。如无法避免，应尽量远离高压大电流的期间区域或在主板上加屏蔽。

（4）、感应盘到触摸芯片的连线尽量短和细，采用0.15mm～0.2mm的线宽。

（5）、感应盘到触摸芯片的连线不要跨越强干扰、高频的信号线。

（6）、感应盘到触摸芯片的连线周围1mm 不要走其它信号线。

（7）、如果直接使用PCB 板上的铜箔图案作触摸感应盘，应使用双面PCB 板。触摸芯片和感应盘到IC 引脚的连线应放在感应盘铜箔的背面（BOTTOM）。感应盘应紧贴触摸面板。

（8）、感应盘铜皮面的铺铜应采用网格图案，并且网格中铜的面积不超过网格总面积的40%。铺铜必须离感应盘有0.5mm以上的距离。原则是感应盘到IC 连线的背面如果铺铜必须采用如图所示的图案，铜的面积不超过网格总面积的40%。

(9)、若触摸盘无法靠近触摸面板，触摸引线连接锥形弹簧顶到触摸面板，锥形弹簧大头上方加一金属片作为触摸感应电极紧贴触摸面板。

九、电气参数

1、电气特性极限参数(最大绝对额定值)

2、直流特性(若无特别说明VDD=2.4V～5.5V，环境温度Temp = 25ºC，输出无负载，工作电流项均为平均电流)

注1：PWM频率是固定的，不可选择。

注2：待机模式下，一旦检测到触摸会从低功耗模式进入快速模式。因此只有第一次触摸响应需要200ms，后续的触摸响应都是快速模式下的响应时间为80ms。

十、封装信息(Packaging)：SOP8

十一、注意