微流控装置的驱动电路、驱动方法及微流控装置与流程

1.本发明涉及微流控领域，更具体地，涉及一种微流控装置的驱动电路、驱动方法及微流控装置。


背景技术：

2.微流控(micro fluidics)技术是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科，能够精确操控液滴移动，实现液滴的融合、分离等操作，完成各种生物化学反应，是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的技术。近年来，微流控芯片凭借其体积小、功耗低、成本低，所需样品及试剂量少，可实现液滴单独、精准操控，检测时间短，灵敏度高，易于和其他器件集成等优势，而被广泛应用于生物、化学、医学等领域。
3.微流控装置一般包括驱动电路和驱动电极，驱动电路用于给驱动电极提供电压，使得相邻驱动电极之间形成电场，液滴在电场的驱动作用下移动，驱动电路中具有控制芯片以及升压电路，现有技术中的驱动电路存在升压电路的高电压损伤控制芯片的问题。
4.因此，亟需提供一种能够防止高电压损伤控制芯片的微流控装置的驱动电路、驱动方法及微流控装置。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种微流控装置的驱动电路、驱动方法及微流控装置，用以防止升压电路的高电压损伤控制芯片。
6.一方面，本发明提供了一种微流控装置的驱动电路，包括：
7.总电压信号端，提供总电压信号；
8.升压单元，与所述总电压信号端电连接，对所述总电压信号进行升压得到高电压信号；
9.降压单元，与所述总电压信号端电连接，对所述总电压信号进行降压得到低电压信号；
10.控制芯片，与所述降压单元电连接；
11.开关单元，分别与所述升压单元、降压单元和所述控制芯片电连接；
12.连接器，与所述开关单元的输出端电连接；
13.在所述控制芯片与所述开关单元之间还包括光电隔离器件，所述光电隔离器件分别与所述控制芯片和所述开关单元电连接，用以隔离所述升压单元中的高电压对所述控制芯片造成损伤，所述控制芯片输出的第一信号经过所述光电隔离器件输入至所述开关单元。
14.另一方面，本发明还提供了一种微流控装置驱动电路的驱动方法，所述驱动电路包括：总电压信号端，提供总电压信号；
15.升压单元，与所述总电压信号端电连接，对所述总电压信号进行升压得到高电压
信号；
16.降压单元，与所述总电压信号端电连接，对所述总电压信号进行降压得到低电压信号；
17.控制芯片，与所述降压单元电连接；
18.开关单元，分别与所述升压单元、降压单元和所述控制芯片电连接；
19.连接器，与所述开关单元的输出端电连接；
20.在所述控制芯片与所述开关单元之间还包括光电隔离器件，所述光电隔离器件分别与所述控制芯片和所述开关单元电连接，用以隔离所述升压单元中的高电压对所述控制芯片造成损伤，所述控制芯片输出的第一信号经过所述光电隔离器件输入至所述开关单元；
21.所述开关单元包括多个第一开关单元，所述第一开关单元包括第一模块、第二模块和第三模块，
22.所述第一模块的第一端电连接所述升压单元的第一输出端，所述第一模块的第二端电连接所述第三模块的第一端、以及第一信号输出端，所述第一模块的第三端电连接所述第二模块的第一端；
23.所述第二模块的第二端与所述光电隔离器件电连接，所述第二模块的第三端接地；
24.所述第三模块的第二端与第一信号输出端电连接，所述第三模块包括第一二极管和第一电阻，所述第一二极管的第一极分别与所述第一模块的第二端、以及所述降压单元的输出端电连接，所述第一二极管的第二极与所述降压单元的输出端电连接；所述第一电阻的第一端与所述第一信号输出端电连接，所述第一电阻的第二端接地
25.所述驱动方法包括：
26.初始阶段，所述控制芯片提供第一电压，所述第一电压经过所述光电隔离器件后为第二电压，所述第二电压等于第一电压，且所述第二电压与所述第一电压均为低电平，所述第二模块关断，第一模块关断，所述第一二极管导通，所述降压单元的输出端输出的信号传输至所述第一信号输出端，继而传输至所述连接器；
27.高电位输出阶段，所述控制芯片提供第三电压，所述第三电压经过所述光电隔离器件后为第四电压，所述第三电压等于第四电压，且所述第三电压与所述第四电压均为高电平；所述第二模块导通，第一模块导通，所述第一二极管截止，所述升压单元的第一输出端提供的电压传输至所述第一信号输出端，继而传输至所述连接器；
28.低电位输出阶段，所述控制芯片提供第一电压，所述第一电压经过所述光电隔离器件后为第二电压，所述第二电压等于第一电压，且所述第二电压与所述第一电压均为低电平，所述第二模块关断，所述第一模块关断，所述第三电压经过所述第一电阻逐步放电至小于所述降压单元的输出端输出的信号，所述第一二极管导通，所述第一信号输出端的输出电压等于所述降压单元的输出端输出的信号。
29.另一方面，本发明还提供了一种微流控装置驱动电路的驱动方法，所述驱动电路包括：
30.总电压信号端，提供总电压信号；
31.升压单元，与所述总电压信号端电连接，对所述总电压信号进行升压得到高电压
信号；
32.降压单元，与所述总电压信号端电连接，对所述总电压信号进行降压得到低电压信号；
33.控制芯片，与所述降压单元电连接；
34.开关单元，分别与所述升压单元、降压单元和所述控制芯片电连接；
35.连接器，与所述开关单元的输出端电连接；
36.在所述控制芯片与所述开关单元之间还包括光电隔离器件，所述光电隔离器件分别与所述控制芯片和所述开关单元电连接，用以隔离所述升压单元中的高电压对所述控制芯片造成损伤，所述控制芯片输出的第一信号经过所述光电隔离器件输入至所述开关单元；
37.所述开关单元包括多个第二开关单元，所述第二开关单元包括第四模块、第五模块和第六模块，
38.所述第四模块的第一端电连接所述升压单元的第二输出端，所述第四模块的第二端电连接所述第六模块的第一端和第二信号输出端，所述第四模块的第三端电连接所述第五模块的第一端；
39.所述第五模块的第二端与所述光电隔离器件电连接，所述第五模块的第三端接地；
40.所述第六模块包括第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述第二信号输出端电连接，所述第六电阻的第二端接地；
41.所述驱动方法还包括：
42.初始阶段，所述控制芯片提供第五电压，所述第五电压经过所述光电隔离器件后为第六电压，所述第六电压等于第五电压，且所述第六电压与所述第五电压均为低电平，所述第五模块关断，所述第四模块关断，所述第二信号输出端的输出电压为0v，继而传输至所述连接器；
43.高电位输出阶段，所述控制芯片提供第七电压，所述第七电压经过所述光电隔离器件后为第八电压，所述第七电压等于第八电压，且所述第七电压与所述第八电压均为高电平；所述第五模块导通，所述第四模块导通，所述升压单元的第二输出端提供的电压传输至所述第二信号输出端，继而传输至所述连接器；
44.低电位输出阶段，所述控制芯片提供第五电压，所述第五电压经过所述光电隔离器件后为第六电压，所述第六电压等于第五电压，且所述第六电压与所述第五电压均为低电平，所述第五模块关断，所述第四模块关断，所述升压单元的第二输出端提供的电压经过所述第六电阻逐步放电至0v，所述第二信号输出端的输出电压等于0v，继而传输至所述连接器。
45.另一方面，本发明还体用了一种微流控装置，相对设置的第一基板和第二基板；
46.驱动电极层，位于所述第一基板，包括多个驱动电极；
47.第一绝缘层，位于所述驱动电极层朝向所述第二基板侧；
48.第二绝缘层，位于所述第二基板，且靠近所述第一绝缘层侧；
49.通道，形成于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间，且用于容纳液滴；
50.其中，所述驱动电极电连接上述驱动电路。
51.与现有技术相比，本发明提供的微流控装置的驱动电路、驱动方法及微流控装置，至少实现了如下的有益效果：
52.本发明微流控装置的驱动电路包括：总电压信号端，提供总电压信号；升压单元，与总电压信号端电连接，对总电压信号进行升压得到高电压信号；降压单元，与总电压信号端电连接，对总电压信号进行降压得到低电压信号；控制芯片，与降压单元电连接；开关单元，分别与升压单元、降压单元和控制芯片电连接；连接器，与开关单元的输出端电连接，本发明在控制芯片与开关单元之间还包括光电隔离器件，光电隔离器件分别与控制芯片和开关单元电连接，控制芯片输出的第一信号经过光电隔离器件输入至开关单元，光电隔离器件的设置能够隔离升压单元中的高电压，以免高电压对控制芯片造成损伤。
53.当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
54.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
55.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
56.图1是本发明提供的一种微流控装置的驱动电路结构示意图；
57.图2是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图；
58.图3是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图；
59.图4是本发明提供的一种第一开关单元的结构示意图；
60.图5是本发明提供的一种微流控装置的平面结构示意图；
61.图6是本发明提供的一种微流控装置的驱动方法流程图；
62.图7是本发明提供的又一种第一开关单元的结构示意图；
63.图8是本发明提供的又一种微流控装置的驱动方法流程图；
64.图9是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图；
65.图10是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图；
66.图11是本发明提供的一种第二开关单元的结构示意图；
67.图12是本发明提供的又一种微流控装置的平面结构示意图；
68.图13是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图；
69.图14是本发明提供的又一种微流控装置的平面结构示意图；
70.图15是本发明提供的又一种微流控装置的驱动方法流程图；
71.图16是本发明提供的又一种第二开关单元的结构示意图；
72.图17是本发明提供的又一种微流控装置的驱动方法流程图；
73.图18中本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图；
74.图19是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图；
75.图20是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图；
76.图21是本发明提供的一种微流控装置的剖面图。
具体实施方式
77.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
78.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
79.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
80.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
81.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
82.参照图1，图1是本发明提供的一种微流控装置的驱动电路结构示意图，如图1所示，本实施例的一种微流控装置的驱动电路100包括：总电压信号端sys_vin，提供总电压信号；升压单元boost，与总电压信号端sys_vin电连接，对总电压信号进行升压得到高电压信号；降压单元buck，与总电压信号端sys_vin电连接，对总电压信号进行降压得到低电压信号；控制芯片ic，与降压单元buck电连接；开关单元10，分别与升压单元boost、降压单元buck和控制芯片ic电连接；连接器20，与开关单元10的输出端电连接；在控制芯片ic与开关单元10之间还包括光电隔离器件30，光电隔离器件30分别与控制芯片ic和开关单元10电连接，用以隔离升压单元boost中的高电压对控制芯片ic造成损伤，控制芯片ic输出的第一信号经过光电隔离器件30输入至开关单元10。
83.本技术通过利用mos管、电阻等电子元件构件的驱动电路100，然后利用fpga芯片(即控制芯片ic)输出信号控制每个驱动单元按照任意时序输出信号。驱动电路100可以设置在微流控装置的周缘位置，通过柔性线路板等结构与微流控装置电连接。
84.具体的，总电压信号端sys_vin向驱动电路100提供总电压信号。总电压信号端sys_vin通过升压单元boost将总电信号传送至开关单元10中，升压单元boost对总电压信号进行升压得到的是高电压信号，总电压信号端sys_vin通过降压单元buck将总电压信号传送至开关单元10和控制芯片ic中，降压单元buck对总电压信号进行降压得到的是低电压信号，因为控制芯片ic工作时的电位需要低电位。
85.这里的升压单元boost的数量和降压单元buck的数量可以为1个、2个或多个，可以根据要实现升压的电位、连接的开关单元10的数量而设置升压单元boost的数量，也可以根据降压的电位、连接的开关单元10的数量而设置降压单元buck，对于连接开关单元10的降压单元buck和连接控制芯片ic的降压单元buck可以分别设置，这里不做具体限定。
86.开关单元10的输出端电连接连接器20，该连接器20可用于与微流控装置200中的fpc柔性电路板电连接，以作为fpc与驱动电路100的桥接件。
87.光电隔离器件30可以为高压隔离线性光电耦合组件，是一种可用于高压条件下对信号进行线性隔离传输的新型光电耦合器，它可在高压环境中作隔离器件应用，代替高隔离电压变压器。本发明中在控制芯片ic和开关单元10设置光电隔离器件30，可以隔离升压单元boost中的高电压对控制芯片ic造成损伤。
88.在驱动时，控制芯片ic输出的第一信号经过光电隔离器件30输入至开关单元10，第一信号经过开关单元10后输出高电位或低电位，经过连接器20与微流控装置200中的fpc柔性电路板电连接。
89.一方面，本发明的微流控装置的驱动电路100能够为微流控装置200提供稳定的输出电压，另一方面，本发明中在控制芯片ic和开关单元10之间设置了光电隔离器件30，可以隔离升压单元boost中的高电压对控制芯片ic造成损伤，增加了系统的可靠性。
90.在一些可选的实施例中，参照图2，图2是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图，图2的驱动电路100中在降压单元buck与控制芯片ic之间还包括稳压单元40，稳压单元40分别与降压单元buck和控制芯片ic电连接。
91.稳压单元40的作用是当降压单元buck的输出端vgd输出的电压波动或负载发生改变时仍能保持输出电压基本不变，具体的，总电压信号端sys_vin通过降压单元buck及稳压单元40实现电信号向控制芯片ic的传送，以使得传送至控制芯片ic的电信号更加稳定，从而保障控制正常工作所需的驱动信号更加稳定。
92.在一些可选的实施例中，参照图3、图4和图5，图3是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图，图4是本发明提供的一种第一开关单元的结构示意图，图5是本发明提供的一种微流控装置的平面结构示意图，图3中示出了开关单元10包括多个第一开关单元10，图4中示出了第一开关单元101包括第一模块1011、第二模块1012和第三模块1013，
93.第一模块1011的第一端电连接升压单元boost的第一输出端source_vin+，第一模块1011的第二端电连接第三模块1013的第一端、以及第一信号输出端soutn，第一模块1011的第三端电连接第二模块1012的第一端；
94.第二模块1012的第二端与光电隔离器件30电连接，第二模块1012的第三端接地；
95.第三模块1013的第一端与第一信号输出端soutn电连接，第三模块1013包括第一二极管d1和第一电阻r5，第一二极管d1的第一极分别与第一模块1011的第二端、以及降压单元buck的输出端vgd电连接，第一二极管d1的第二极与降压单元buck的输出端vgd电连接；第一电阻r5的第一端与第一信号输出端soutn电连接，第一电阻r5的第二端接地。
96.可选的，升压单元boost的第一输出端source_vin+提供的高电平信号对低电压不低于20v，即要求为高电压。而控制芯片ic提供的第一电压等于0v，为低电平，控制芯片ic提供的第三电压等于3.3v，为高电平。
97.具体的，第一开关单元101可以为数据线开关单元10，结合图5，图5中示出了微流控装置200的平面结构示意图，图5中具有数据线s1-sn，图5中的每一条数据线可以对应通过连接器20与每个第一开关单元101的第一信号输出端soutn电连接，可以为微流控装置200内的每个驱动电极2011提供电压，图5中数据线的数量以及驱动电极2011的数量仅为示意性说明。图5中以无源微流控装置200为例进行说明，此时第一信号输出端soutn输出的信号直接驱动驱动电极2011，数据线与驱动电极2011直接电连接，在数据线与驱动电极2011之间无晶体管开关。当然也可以在数据线与驱动电极2011之间增设晶体管开关，此时为有源微流控装置200。
98.可选地，驱动电路100包括连接器20，驱动电极2011与连接器20的端口连接，用于将通过第一开关单元101输出的驱动信号经连接器20传送给驱动电极2011，通过驱动电路
100提供给至少部分需工作的驱动电极2011相应的驱动信号，从而实现对于驱动电极2011对应区域中液滴的驱动，实现液滴的移动。
99.相关技术中第三模块1013中采用的是晶体管，本实施例中将晶体管替换为二极管和电阻，二极管和电阻的成本明显是要低于晶体管的，这样能够达到降低成本的目的。当然由于第一开关单元101的数量较多，通常是与微流控装置200中的像素数量匹配的，所以每个第一开关单元101中的晶体管均被二极管和电阻代替后，能够大大的降低成本。
100.基于同一发明思想，本发明还提供了一种微流控装置的驱动方法，参照图6，图6是本发明提供的一种微流控装置的驱动方法流程图，结合图3和图4，包括以下步骤：
101.s101，初始阶段，控制芯片ic提供第一电压，第一电压经过光电隔离器件30后为第二电压，第二电压等于第一电压，且第二电压与第一电压均为低电平，第二模块1012关断，第一模块1011关断，第一二极管d1导通，降压单元buck的输出端vgd输出的信号传输至第一信号输出端soutn，继而传输至连接器20；
102.s102，高电位输出阶段，控制芯片ic提供第三电压，第三电压经过光电隔离器件30后为第四电压，第三电压等于第四电压，且第三电压与第四电压均为高电平；第二模块1012导通，第一模块1011导通，第一二极管d1截止，升压单元boost的第一输出端source_vin+提供的电压传输至第一信号输出端soutn，继而传输至连接器20；
103.s103，低电位输出阶段，控制芯片ic提供第一电压，第一电压经过光电隔离器件30后为第二电压，第二电压等于第一电压，且第二电压与第一电压均为低电平，第二模块1012关断，第一模块1011关断，第三电压经过第一电阻r5逐步放电至小于降压单元buck的输出端vgd输出的信号，第一二极管d1导通，第一信号输出端soutn的输出电压等于降压单元buck的输出端vgd输出的信号。
104.具体的，s101初始阶段，控制芯片ic提供第一电压，这里的第一电位为低电平，低电平经过光电隔离器件30后仍为低电平，此时的第二模块1012和第一模块1011均需要保持关断的状态，但是第一二极管d1是导通的，由于第一二极管d1的第二极与降压单元buck的输出端vgd电连接，所以降压单元buck的输出端vgd输出的低电平信号传输至第一信号输出端soutn，继而传输至连接器20，结合图5，可以将降压单元buck的输出端vgd输出的低电平信号传输至驱动电极2011，由于此时传输至驱动电极2011的是低电平，所以液滴不移动；
105.具体的，s102高电位输出阶段，控制芯片ic提供第三电压，第三电压为高电平，高电压经过光电隔离器件30后的第四电压仍然为高电平，此时控制第一模块1011和第二模块1012都导通，而控制第一二极管d1截止，由于第一模块1011的第一端与升压单元boost的第一输出端source_vin+电连接，所以升压单元boost的第一输出端source_vin+提供的电压传输至第一信号输出端soutn，当然升压单元boost提供的电压是高电平，继而传输至连接器20，结合图5，可以将升压单元boost的第一输出端source_vin+提供的高电平信号传输至其中一个驱动电极2011，此时该驱动电极2011与相邻的未提供高电平信号的驱动电极2011之间形成电场，驱动液滴移动。
106.具体的，s103低电位输出阶段，控制芯片ic提供第一电压，第一电压为低电平，第一电压经过光电隔离器件30后的第二电压仍然为低电平，控制第一模块1011和第二模块1012关断，上一高电位输出阶段中的第三电压经过第一电阻r5逐步放电至小于降压单元buck的输出端vgd输出的信号，此时第一二极管d1导通，第一信号输出端soutn的输出电压
等于就降压单元buck的输出端vgd输出的低电平。
107.在一些可选的实施例中，参照图7，图7是本发明提供的又一种第一开关单元的结构示意图，图7中第一模块1011包括第二电阻r1、第三电阻r2和第一晶体管q1，其中，第二电阻r1的第一端电连接升压单元boost的第一输出端source_vin+，第二电阻r1的第二端分别电连接第三电阻r2的第一端和第一晶体管q1的源极；第三电阻r2的第二端电连接第二模块1012和第一晶体管q1的栅极；第一晶体管q1的漏极电连接第一信号输出端soutn；图7中第二模块1012包括第四电阻r3、第五电阻r4和第二晶体管q2，其中，第四电阻r3的第一端与第一晶体管q1的栅极电连接，第四电阻r3的第二端与第二晶体管q2的漏极电连接；第二晶体管q2的源极与光电隔离器件30的输出端、以及第五电阻r4的第一端电连接，第二晶体管q2的源极与第五电阻r4的第二端电连接，第二晶体管q2的源极接地。
108.具体的，第二电阻r1是限流电阻，起到限流的作用，可用于对升压单元boost的第一输出端source_vin+输入的电信号起到限流的作用，以实现对于电路工作中的保护，防止升压单元boost的第一输出端source_vin+输入的电信号过大损坏电路。升压单元boost的第一输出端source_vin+输出的电信号经过第二电阻r1分压后传输至第一晶体管q1的源极。
109.图7中仅以第一晶体管q1为p型晶体管、第二晶体管q2为n型晶体管为例，这里不做具体限定。第一晶体管q1和第二晶体管q2起到开关的作用，第一晶体管q1的栅极和源极具有电压差时导通，第二晶体管q2的栅极和源极具有电压差时导通。
110.本实施例的第一开关单元101的第二模块1012中设置了第五电阻r4，第五电阻r4的第一端与光电隔离器件30的输出端电连接，第五电阻r4的第二端与第二晶体管q2的控制极电连接，可用于对光电隔离器件30的输出端的电信号起到分流的作用，起到保护电路的作用，这样在初始阶段上电时，保证经过光电隔离器件30后的电压为低电平。
111.本实施例中仅以第一开关单元101为数据线开关单元10为例，结合图5，图5中示出了微流控装置200的平面结构示意图，图5中具有数据线s1-sn，图5中的每一条数据线可以对应通过连接器20与每个第一开关单元101的第一信号输出端soutn电连接，可以为微流控装置200内的每个驱动电极2011提供电压，图5中数据线的数量以及驱动电极2011的数量仅为示意性说明。图5中以无源微流控装置200为例进行说明，此时第一信号输出端soutn输出的信号直接驱动驱动电极2011，数据线与驱动电极2011直接电连接，在数据线与驱动电极2011之间无晶体管开关。当然也可以在数据线与驱动电极2011之间增设晶体管开关，此时为有源微流控装置200。
112.可选的，升压单元boost的第一输出端source_vin+提供的高电平信号对低电压不低于20v，即要求为高电压。而控制芯片ic提供的第一电压等于0v，为低电平，控制芯片ic提供的第三电压等于3.3v，为高电平。
113.基于同一发明思想，本发明还提供了一种微流控装置的驱动方法，参照图8，图8是本发明提供的又一种微流控装置的驱动方法流程图，图8中的驱动方法包括：
114.s201，初始阶段，控制芯片ic提供第一电压，第一电压经过光电隔离器件30后为第二电压，第二电压等于第一电压，且第二电压与第一电压均为低电平，第二晶体管q2关断，第四电阻r3对地浮空，第一晶体管q1的栅极和源极的电压相等，第一晶体管q1关断，第一二极管d1导通，降压单元buck的输出端vgd输出的信号传输至第一信号输出端soutn，继而传
输至连接器20；
115.s202，高电位输出阶段，控制芯片ic提供第三电压，第三电压经过光电隔离器件30后为第四电压，第三电压等于第四电压，且第三电压与第四电压均为高电平；第二晶体管q2导通，第四电阻r3接地，第三电阻r2与第四电阻r3分压，第一晶体管q1的栅极和源极具有压差，第一晶体管q1导通，第一二极管d1截止，升压单元boost的第一输出端source_vin+提供的电压传输至第一信号输出端soutn，继而传输至连接器20；
116.s203，低电位输出阶段，控制芯片ic提供第一电压，第一电压经过光电隔离器件30后为第二电压，第二电压等于第一电压，且第二电压与第一电压均为低电平，第二晶体管q2关断，第四电阻r3对地浮空，第一晶体管q1的栅极和源极的电压相等，第一晶体管q1关断，第三电压经过第一电阻r5逐步放电至小于降压单元buck的输出端vgd输出的信号，第一二极管d1导通，第一信号输出端soutn的输出电压等于降压单元buck的输出端vgd输出的信号。
117.具体的，s201初始阶段，控制芯片ic提供第一电压，这里的第一电位为低电平，低电平经过光电隔离器件30后仍为低电平，sn＝sn’＝l，由于第二晶体管q2为n型晶体管，所以第二晶体管q2关断，相当于第四电阻r3的第二端是接地的，即第四电阻r3对地浮空，第一晶体管q1的栅极和源极的电压是相等的，这样第一晶体管q1不会导通，即第一晶体管q1为关断的状态，但是第一二极管d1是导通的，由于第一二极管d1的第二极与降压单元buck的输出端vgd电连接，所以降压单元buck的输出端vgd输出的低电平信号传输至第一信号输出端soutn，继而传输至连接器20，结合图5，可以将降压单元buck的输出端vgd输出的低电平信号传输至驱动电极2011，由于此时传输至驱动电极2011的是低电平，所以液滴不移动；
118.具体的，s202高电位输出阶段，控制芯片ic提供第三电压，第三电压为高电平，高电压经过光电隔离器件30后的第四电压仍然为高电平，sn＝sn’＝h，由于第二晶体管q2是n型晶体管，所以第二晶体管q2导通，第四电阻r3的第二端接地，由于第三电阻r2和第四电阻r3分压，所以第一晶体管q1的栅极和源极具有了电压差，第一晶体管q1导通，此时控制第一二极管d1截止，由于第一模块1011的第一端与升压单元boost的第一输出端source_vin+电连接，所以升压单元boost的第一输出端source_vin+提供的电压传输至第一信号输出端soutn，当然升压单元boost提供的电压是高电平，继而传输至连接器20，结合图5，可以将升压单元boost的第一输出端source_vin+提供的高电平信号传输至其中一个驱动电极2011，此时该驱动电极2011与相邻的未提供高电平信号的驱动电极2011之间形成电场，驱动液滴移动。
119.具体的，s203低电位输出阶段，控制芯片ic提供第一电压，第一电压为低电平，第一电压经过光电隔离器件30后的第二电压仍然为低电平，由于第二晶体管q2为n型晶体管，所以第二晶体管q2关断，第四电阻r3对地浮空，此时第一晶体管q1的栅极和源极的电压相等，栅源电压相等时第一晶体管q1是关断的，上一步骤s202高电位输出阶段中的第三电压经过第一电阻r5逐步放电至小于降压单元buck的输出端vgd输出的信号，此时第一二极管d1导通，第一信号输出端soutn的输出电压等于就降压单元buck的输出端vgd输出的低电平，由于此时传输至驱动电极2011的是低电平，所以液滴不移动。
120.在一些可选的实施例中，参照图9，图9是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图，开关单元10包括多个b个第一开关单元101，1个第一开关单元101串行到1
个第一并行逻辑转换器1014上，每个第一并行逻辑转换器1014输出n/b个信号，第一并行逻辑转换器1014的数量为b。
121.可以理解的是，串行到并行转换器可以根据输入的串行控制信号转换为多个端口的输出，对于并行转换器的电路可以采用相关技术中的电路，这里不做具体限定。在一些优选的实施例中，也可以将n个第一开关单元101集成到一个芯片中，这里不做具体限定。
122.具体的，第一开关单元101与微流控装置200中的每个数据线一一对应，即微流控装置200中具有n条数据线，需要n个第一信号输出端soutn的输出电压，本实施例中利用并行逻辑转换器，即1个并行逻辑转换器可以输出多个信号，例如若需要n个信号，第一并行逻辑转换器1014的数量为b个，第一开关单元101的数量可以降为b个，那么每个第一并行逻辑转换器1014需要输出n/b个信号，以满足与数据线一一对应，本实施例中串行到并行转换器后对应可以降低升压单元boost侧的设计电流，由此可以减小功耗。
123.在一些可选的实施例中，参照图10、图11、图12，图10是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图，图11是本发明提供的一种第二开关单元的结构示意图，图12是本发明提供的又一种微流控装置的平面结构示意图，参照图13和图14，图13是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图，图14是本发明提供的又一种微流控装置的平面结构示意图。
124.参照图11，开关单元10包括多个第二开关单元102，第二开关单元102包括第四模块1021、第五模块1022和第六模块1023，第四模块1021的第一端电连接升压单元boost的第二输出端gate_vin+，第四模块1021的第二端电连接第六模块1023的第一端和第二信号输出端goutm，第四模块1021的第三端电连接第五模块1022的第一端；第五模块1022的第二端与光电隔离器件30电连接，第五模块1022的第三端接地；第六模块1023包括第六电阻r10，第六电阻r10的第一端与第二信号输出端goutm电连接，第六电阻r10的第二端接地。
125.可以理解的是，本发明中第二开关单元102可以单独，亦可以与第一开关单元101同时存在，参照图10和图12，图10中示出了开关单元10中仅存在第一开关单元101的情况，此时微流控装置200中设置有多条扫描线g1-gm，每个第一开关单元101的第二信号输出端goutm输出的信号分别与每条扫描线对应，此时的微流控装置200可以为无源控制的，即微流控装置200内无开关晶体管tft与驱动电极2011相连接。参照图13和图14，图13中示出了开关单元10中设有第一开关单元101和第二开关单元102，此时微流控装置200为有源驱动，第二开关单元102的第二信号输出端goutm输出的信号是与开关晶体管tft的栅极电连接，控制开关晶体管tft导通，第一开关单元101的第一信号输出端soutn输出的信号是与数据线电连接的，开关晶体管tft导通后，第一开关单元101的第一信号输出端soutn输出的信号传输至驱动电极2011，由此驱动液滴移动。
126.可选的，升压单元boost的第二输出端gate_vin+提供的高电平信号对低电压不低于20v，即要求为高电压。而控制芯片ic提供的第五电压等于0v，为低电平，控制芯片ic提供的第七电压等于3.3v，为高电平。
127.本实施例中利用第六电阻r10替代相关技术中的晶体管，能够大大降低成本。具体的电阻的成本明显要低于晶体管，这样能够达到降低成本的目的，当然由于第二开关单元102的数量较多，通常是与微流控装置200中的像素数量匹配，所以每个第二开关单元102中的晶体管均被电阻代替后，能够大大的降低成本。
128.结合图10至图12，本发明还提供了一种微流控装置的驱动方法，参照图15，图15是本发明提供的又一种微流控装置的驱动方法流程图，图15中的驱动方法应用与图10至图12的驱动电路100。
129.如图15所示的驱动方法还包括：
130.s301，初始阶段，控制芯片ic提供第五电压，第五电压经过光电隔离器件30后为第六电压，第六电压等于第五电压，且第六电压与第五电压均为低电平，第五模块1022关断，第四模块1021关断，第二信号输出端goutm的输出电压为0v，继而传输至连接器20；
131.s302，高电位输出阶段，控制芯片ic提供第七电压，第七电压经过光电隔离器件30后为第八电压，第七电压等于第八电压，且第七电压与第八电压均为高电平；第五模块1022导通，第四模块1021导通，升压单元boost的第二输出端gate_vin+提供的电压传输至第二信号输出端goutm，继而传输至连接器20；
132.s303，低电位输出阶段，控制芯片ic提供第五电压，第五电压经过光电隔离器件30后为第六电压，第六电压等于第五电压，且第六电压与第五电压均为低电平，第五模块1022关断，第四模块1021关断，升压单元boost的第二输出端gate_vin+提供的电压经过第六电阻r10逐步放电至0v，第二信号输出端goutm的输出电压等于0v，继而传输至连接器20。
133.具体的，s301初始阶段，控制芯片ic提供第五电压，这里的第五电压为低电压，低电平经过光电隔离器件30后仍为低电平，即第六电压与第五电压均为低电平，此时第四模块1021和第五模块1022都是关断，所以第二信号输出端goutm的输出电压为0v，继而传输至连接器20，结合图12，可以将第二信号输出端goutm传输至驱动电极2011，由于此时传输至驱动电极2011的是低电平，所以液滴不移动。
134.具体的，s302高电位输出阶段，控制芯片ic提供第七电压，第七电压为高电平，高电平经过光电隔离器件30后的第八电压仍然为高电平，此时第四模块1021和第五模块1022都导通，由于第四模块1021的第一端与升压单元boost的第二输出端gate_vin+电连接，所述升压单元boost的第二输出端gate_vin+提供的电压传输至第二信号输出端goutm，继而传输至连接器20，结合图12，可以将升压单元boost的第二输出端gate_vin+提供的高电平信号传输至其中一个驱动电极2011，此时该驱动电极2011与相邻的未提供高电平信号的驱动电极2011之间形成电场，驱动液滴移动。
135.具体的，s303低电位输出阶段，控制芯片ic提供第五电压，第五电压为低电平，第五电压经过光电隔离器件30后的第六电压仍然为低电平，控制第四模块1021和第五模块1022关断，上一步骤s302高电位输出阶段中升压单元boost的第二输出端gate_vin+提供的电压经过第六电阻r10逐步放电至0v，第二信号输出端goutm的输出电压等于0v，继而传输至连接器20。
136.在一些可选的实施例中，参照图16，图16是本发明提供的又一种第二开关单元的结构示意图，图16中第四模块1021包括第七电阻r6、第八电阻r7和第三晶体管q3，第七电阻r6的第一端电连接升压单元boost的第二输出端gate_vin+，第七电阻r6的第二端分别电连接第八电阻r7的第一端和第三晶体管q3的源极；第八电阻r7的第二端电连接第五模块1022和第三晶体管q3的栅极；第三晶体管q3的漏极电连接第二信号输出端goutm；第五模块1022包括第九电阻r8、第十电阻r9和第四晶体管q4，第九电阻r8的第一端与第三晶体管q3的栅极电连接，第九电阻r8的第二端与第四晶体管q4的漏极电连接；第四晶体管q4的源极与光
电隔离器件30的输出端、以及第十电阻r9的第一端电连接，第四晶体管q4的源极与第十电阻r9的第二端电连接，第四晶体管q4的源极接地。
137.具体的，第七电阻r6是限流电阻，起到限流的作用，可用于对升压单元boost的第二输出端gate_vin+输入的电信号起到限流的作用，以实现对于电路工作中的保护，防止升压单元boost的第二输出端gate_vin+输入的电信号过大损坏电路。
138.图16中仅以第三晶体管q3为p型晶体管、第四晶体管q4为n型晶体管为例，这里不做具体限定。第三晶体管q3和第四晶体管q4起到开关的作用，第三晶体管q3的栅极和源极具有电压差时导通，第四晶体管q4的栅极和源极具有电压差时导通。
139.本实施例的第五模块1022中具有第十电阻r9，可用于对光电隔离器件30的输出端的电信号起到分流的作用，起到保护电路的作用，这样在初始阶段上电时，保证经过光电隔离器件30后的电压为低电平。
140.基于同一发明思想，本发明还提供了一种微流控装置的驱动方法，参照图17，图17是本发明提供的又一种微流控装置的驱动方法流程图，图17中驱动方法还包括：
141.s401，初始阶段，控制芯片ic提供第五电压，第五电压经过光电隔离器件30后为第六电压，第六电压等于第五电压，且第六电压与第五电压均为低电平，第四晶体管q4关断，第九电阻r8对地浮空，第三晶体管q3的栅极和源极电压相等，第三晶体管q3关断，第二信号输出端goutm的输出电压为0v，继而传输至连接器20；
142.s402，高电位输出阶段，控制芯片ic提供第七电压，第七电压经过光电隔离器件30后为第八电压，第七电压等于第八电压，且第七电压与第八电压均为高电平；第四晶体管q4导通，第九电阻r8接地，第八电阻r7与第九电阻r8分压，第三晶体管q3的栅极与源极有压差，第三晶体管q3导通，升压单元boost的第二输出端gate_vin+提供的电压传输至第二信号输出端goutm，继而传输至连接器20；
143.s403，低电位输出阶段，控制芯片ic提供第五电压，第五电压经过光电隔离器件30后为第六电压，第六电压等于第五电压，且第六电压与第五电压均为低电平，第四晶体管q4关断，第九电阻r8对地浮空，第三晶体管q3的栅极和源极电压相等，第三晶体管q3关断，升压单元boost的第二输出端gate_vin+提供的电压经过第六电阻r10逐步放电至0v，第二信号输出端goutm的输出电压等于0v，继而传输至连接器20。
144.具体的，s401初始阶段，控制芯片ic提供第五电压，这里的第五电压为低电压，低电平经过光电隔离器件30后仍为低电平，即第六电压与第五电压均为低电平，gm＝gm’＝l，第四晶体管q4的栅极与光电隔离器件30的输出端电连接，所以第四晶体管q4关断，从而第九电阻r8对地浮空，此时第三晶体管q3的栅极和源极电压相等，即第三晶体管q3的栅极和源极无电压差，所以第三晶体管q3关断，第二信号输出端goutm的输出电压为0v，继而传输至连接器20，结合图12，可以将第二信号输出端goutm输出的0v传输至驱动电极2011，由于此时传输至驱动电极2011的是低电平，所以液滴不移动。
145.具体的，s402高电位输出阶段，控制芯片ic提供第七电压，第七电压为高电平，高电平经过光电隔离器件30后的第八电压仍然为高电平，gm＝gm’＝h，第四晶体管q4的栅极与光电隔离器件30的输出端电连接，所以第四晶体管q4导通，第九电阻r8接地，这样第八电阻r7与第九电阻r8分压，由于第八电阻r7与第九电阻r8分压，所以第三晶体管q3的栅极与源极有压差，第三晶体管q3导通，这样升压单元boost的第二输出端gate_vin+提供的高电
压传输至第二信号输出端goutm，继而传输至连接器20，结合图12，可以将升压单元boost的第二输出端gate_vin+提供的高电平信号传输至其中一个驱动电极2011，此时该驱动电极2011与相邻的未提供高电平信号的驱动电极2011之间形成电场，驱动液滴移动。
146.具体的，s403低电位输出阶段，控制芯片ic提供第五电压，这里的第五电压为低电压，低电平经过光电隔离器件30后仍为低电平，即第六电压与第五电压均为低电平，gm＝gm’＝l，第四晶体管q4的栅极与光电隔离器件30的输出端电连接，所以第四晶体管q4关断，从而第九电阻r8对地浮空，此时第三晶体管q3的栅极和源极电压相等，即第三晶体管q3的栅极和源极无电压差，所以第三晶体管q3关断，上一步骤s402高电位输出阶段中升压单元boost的第二输出端gate_vin+提供的电压经过第六电阻r10逐步放电至0v，第二信号输出端goutm的输出电压等于0v，继而传输至连接器20，结合图12，可以将第二信号输出端goutm输出的0v传输至驱动电极2011，由于此时传输至驱动电极2011的是低电平，所以液滴不移动。
147.在一些可选的实施例中，参照图18，图18中本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图，开关单元10还包括a个第二开关单元102，1个第二开关单元102分串行到1个第二并行逻辑转换器1024上，每个第二并行逻辑转换器1024输出m/a个信号，第二并行逻辑转换器1024的数量为a。
148.可以理解的是，串行到并行转换器可以根据输入的串行控制信号转换为多个端口的输出，对于并行转换器的电路可以采用相关技术中的电路，这里不做具体限定。在一些优选的实施例中，也可以将m个第二开关单元102集成到一个芯片中，这里不做具体限定。
149.具体的，第二开关单元102与微流控装置200中的每个扫描线一一对应，即微流控装置200中具有m条扫描线g1-gm，需要m个第二信号输出端goutm的输出电压，本实施例中利用并行逻辑转换器，即1个并行逻辑转换器可以输出多个信号，例如若需要m个信号，第二并行逻辑转换器1024的数量为a个，第二开关单元102的数量可以降为a个，那么每个第二并行逻辑转换器1024需要输出m/a个信号，以满足与扫描线一一对应，本实施例中串行到并行转换器后对应可以降低升压单元boost侧的设计电流，由此可以减小功耗。
150.在一些可选的实施例中，继续参照图13，升压单元boost包括第一升压单元boost1和第二升压单元boost2，第一升压单元boost1的输出端为第一输出端source_vin+，第二升压单元boost2的输出端为第二输出端gate_vin+。
151.第一开关单元101的第一模块1011与第一升压单元boost1的第一输出端source_vin+电连接，第二开关单元102的第四模块1021与第二升压单元boost2的第二输出端gate_vin+电连接，由于第一模块1011和第四模块1021分别属于不同的开关单元10，所需的电位也不同，第一升压单元boost1的第一输出端source_vin+与第一开关单元101电连接，第二升压单元boost2的第二输出端gate_vin+与第二开关单元102电连接，由此对第一开关单元101和第二开关单元102提供的电压是不同的电位。
152.在一些可选的实施例中，参照图19，图19是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图，降压单元buck包括第一降压单元buck1和第二降压单元buck2，第一降压单元buck1的输出端与控制芯片ic电连接，第二降压单元buck2的输出端与开关单元10电连接。
153.图19中的第一开关单元101和第二开关单元102适用于上述任一实施例，这里不再
赘述。
154.可以理解的是，开关单元10和控制芯片ic所需的电压不同，所以降压单元buck包括第一降压单元buck1和第二降压单元buck2，第一降压单元buck1的输出端与控制芯片ic电连接，第二降压单元buck2的输出端与开关单元10电连接，为开关单元10和控制芯片ic提供不同的低电位。
155.在一些可选的实施例中，参照图20，图20是本发明提供的又一种微流控装置的驱动电路结构示意图，图20中还包括通信模块50，与控制芯片ic电连接。
156.可选的，通信模块50包括蓝牙模块、wifi模块和/或2.g模块中的至少一种。
157.由于通信模块50与控制芯片ic电连接，这样可以通过外部设备例如手机、电脑、平板进行通信，通过蓝牙、wifi、或2.0g的模式，在外部设备上控制驱动电路100即可实现驱动。
158.可选的，控制芯片ic可以是fpga或单片机或其它具有类似功能的集成芯片，作用是控制通讯模块和外部设备进行通讯，控制芯片ic还可以控制开关单元10输出特定时序的信号。
159.参照图21，图21是本发明提供的一种微流控装置的剖面图，微流控装置200包括相对设置的第一基板70和第二基板80；驱动电极层72，位于第一基板70，包括多个驱动电极2011；第一绝缘层73，位于驱动电极层72朝向第二基板80侧；第二绝缘层83，位于第二基板80，且靠近第一绝缘层73侧；通道，形成于第一绝缘层73和第二绝缘层83之间，且用于容纳液滴74；其中，驱动电极2011电连接上述任一实施例的驱动电路100。
160.其中，驱动电极2011电连接的驱动电路100，该驱动电路100为本技术提供的任一种驱动电路100。
161.具体地，本技术还提供了一种微流控装置200，前述的微流控装置的驱动电路100即为用于该微流控装置200的。
162.本技术提供的微流控装置200至少包括位于第一基板70中的驱动电极层72和第一绝缘层73，位于第二基板80中的第二绝缘层83；相邻且相对设置的第一绝缘层73和第二绝缘层83之间形成用于容纳液滴74的通道，前述的驱动电路100中开关单元10的信号输出端与驱动电极层72中的各个驱动电极2011电连接，用于通过驱动电路100提供给至少部分需工作的驱动电极2011相应的驱动信号，图21还示出了第一衬底层71和第二衬底层81，可选的第一衬底层71和第二衬底层81为玻璃。具体为通过将驱动电路100输出的信号在同一时间内分别传输给微流控装置200中相邻设置的两个驱动电极2011，通过不同大小的驱动信号在相邻驱动电极2011之间形成电场，从而实现液滴74在驱动电极2011产生的不同电场的驱动下发生移动，实现液滴74的移动、混合、分离等动作。
163.通过上述实施例可知，本发明提供的微流控装置的驱动电路、驱动方法及微流控装置，至少实现了如下的有益效果：
164.本发明微流控装置的驱动电路包括：总电压信号端，提供总电压信号；升压单元，与总电压信号端电连接，对总电压信号进行升压得到高电压信号；降压单元，与总电压信号端电连接，对总电压信号进行降压得到低电压信号；控制芯片，与降压单元电连接；开关单元，分别与升压单元、降压单元和控制芯片电连接；连接器，与开关单元的输出端电连接，本发明在控制芯片与开关单元之间还包括光电隔离器件，光电隔离器件分别与控制芯片和开
关单元电连接，控制芯片输出的第一信号经过光电隔离器件输入至开关单元，光电隔离器件的设置能够隔离升压单元中的高电压，以免高电压对控制芯片造成损伤。
165.虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。