具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)發(fā)送領(lǐng)域，尤其涉及一種具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著節(jié)能需求的不斷提高，對(duì)電容負(fù)載的無(wú)損驅(qū)動(dòng)不斷地發(fā)展。作為數(shù)據(jù)發(fā)送器，很多場(chǎng)合驅(qū)動(dòng)的都是電容負(fù)載，為了無(wú)損驅(qū)動(dòng)電容負(fù)載，一般都采用LC振蕩的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中通常是利用LC(電感-等效電容)一次振蕩把等效電容驅(qū)動(dòng)到高電平并維持在低阻高電平狀態(tài)，然后再LC 一次振蕩把等效電容上的能量全部回收并維持在低阻低電平狀態(tài)。該種做法雖然解決了常規(guī)方法低效的問(wèn)題，但還存在驅(qū)動(dòng)速率較慢、效率較低及電感較大等問(wèn)題。
[0004]對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)，為了提高電源質(zhì)量，往往包含電源管理芯片，數(shù)據(jù)發(fā)送器也往往會(huì)包含電源管理芯片。正常情況下，電源管理芯片提供給數(shù)據(jù)發(fā)送器穩(wěn)定、高質(zhì)量的電壓，而數(shù)據(jù)發(fā)送器利用這個(gè)電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載電容。用電壓把電容從地驅(qū)動(dòng)到高電平的過(guò)程中，會(huì)有一半的能量損耗在電路寄生的電阻上，另外一半的能量存儲(chǔ)在負(fù)載電容上，這一半電容上的能量會(huì)在電容從高電平到地的過(guò)程中損耗在電路的寄生電阻上。隨著數(shù)據(jù)傳輸頻率的增加，這部分損耗的能量不可忽略。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器，能夠解決無(wú)損數(shù)據(jù)發(fā)送器的速度慢以及直流電源不穩(wěn)的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器，包括:
[0007]電源、電感、負(fù)載電容和多個(gè)等效電容，所述負(fù)載電容和等效電容的負(fù)端均接地；
[0008]電感充電電路，包括所述電源和電感，所述電感正端與所述電源正極相連，所述電感負(fù)端接地；
[0009]維持電路，將所述電感正端和負(fù)端接同一電壓；
[0010]多路第一充電電路，每一路所述第一充電電路均連接一等效電容，所述等效電容正極與電感負(fù)端相連；
[0011]至少一路第二充電電路，高電平的等效電容正端與電感正端相連，低電平的等效電容正端與電感負(fù)端相連；
[0012]多路第一放電電路，所述等效電容正端與所述電感正端相連；
[0013]至少一路第二放電電路，高電平的等效電容正端與電感正端相連，低電平的等效電容正端與電感負(fù)端相連；
[0014]直流電源電路，所述電感的負(fù)端接所述負(fù)載電容正端，對(duì)所述負(fù)載電容進(jìn)行充電，所述負(fù)載電容正端對(duì)負(fù)載輸出直流電壓；
[0015]數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)陣列和電源開(kāi)關(guān)陣列，包括至少一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，所述控制開(kāi)關(guān)分別連接在所述電感充電電路、維持電路、第一充電電路、第二充電電路、第一放電電路、第二放電電路及直流電源電路中；
[0016]控制電路，分別與所述數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)陣列和電源開(kāi)關(guān)陣列相連，控制所述控制開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi)，以使所述電感充電電路、維持電路、第一充電電路、第二充電電路、第一放電電路、第二放電電路及直流電源電路的導(dǎo)通和斷開(kāi)。
[0017]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述控制電路包括電流檢測(cè)器、電壓檢測(cè)器及微處理器，微處理器輸入端接待發(fā)送信號(hào)及使能信號(hào)，并產(chǎn)生控制信號(hào)分別控制所述控制開(kāi)關(guān)，所述電流檢測(cè)器與所述電感相連，用于檢測(cè)所述電感的電流并將電流信號(hào)反饋至所述微處理器，所述電壓檢測(cè)器均與多個(gè)所述等效電容相連，用于檢測(cè)每個(gè)等效電容的電壓并將電壓信號(hào)反饋至所述微處理器。
[0018]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述直流電源電路導(dǎo)通時(shí)，所述電感正端接地、接電源或接高電平的等效電容正端。
[0019]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述直流電源電路為同步整流BUCK電路，所述電感正端接有兩個(gè)并聯(lián)的控制開(kāi)關(guān)，一個(gè)控制開(kāi)關(guān)連接電源，另一個(gè)控制開(kāi)關(guān)接地，所述電感負(fù)端與所述負(fù)載電容正端相連。
[0020]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述直流電源電路為同步整流BOOST電路，所述電感正端接所述電源，所述電感負(fù)端接兩個(gè)并聯(lián)的控制開(kāi)關(guān)，一個(gè)控制開(kāi)關(guān)接地，另一個(gè)控制開(kāi)關(guān)連接所述負(fù)載電容的正端。
[0021]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述直流電源電路為同步整流BUCK-B00ST電路，所述電感正端接有兩個(gè)并聯(lián)的控制開(kāi)關(guān)，一個(gè)控制開(kāi)關(guān)連接電源，另一個(gè)控制開(kāi)關(guān)接地，所述電感負(fù)端接兩個(gè)并聯(lián)的控制開(kāi)關(guān)，一個(gè)控制開(kāi)關(guān)接地，另一個(gè)控制開(kāi)關(guān)連接所述負(fù)載電容的正端。
[0022]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，還包括:負(fù)載加強(qiáng)電路，將所述等效電容正端維持在所述電源電壓或地。
[0023]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，還包括:電能回收電路，將所述電感正端和電源負(fù)端接地，所述電感負(fù)端與所述電源正端相連。
[0024]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，還包括:能量補(bǔ)充電路，將所述電感正端和電源正端相連，電感負(fù)端接地，所述等效電容正端接所述電源正端或地。
[0025]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，每一個(gè)所述等效電容的正端均連有兩個(gè)并聯(lián)的控制開(kāi)關(guān)，一個(gè)控制開(kāi)關(guān)連接所述電感的正端，另一個(gè)控制開(kāi)關(guān)連接電感的負(fù)端。
[0026]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述電感的正端和負(fù)端均連有兩個(gè)并聯(lián)的控制開(kāi)關(guān)，所述電感正端的一個(gè)控制開(kāi)關(guān)連接所述電源的正端，另一個(gè)控制開(kāi)關(guān)接地，所述電感負(fù)端的一個(gè)控制開(kāi)關(guān)連接所述電源的正端，另一個(gè)控制開(kāi)關(guān)接地。
[0027]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述等效電容為2個(gè)，分別為第一等效電容和第二等效電容。
[0028]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述控制開(kāi)關(guān)為9個(gè)，分別為第一控制開(kāi)關(guān)、第二控制開(kāi)關(guān)、第三控制開(kāi)關(guān)、第四控制開(kāi)關(guān)、第五控制開(kāi)關(guān)、第六控制開(kāi)關(guān)、第七控制開(kāi)關(guān)、第八控制開(kāi)關(guān)及第九控制開(kāi)關(guān)，所述第一控制開(kāi)關(guān)第一端及第三控制開(kāi)關(guān)第一端連接所述電源正端，所述第一控制開(kāi)關(guān)第二端連接第二控制開(kāi)關(guān)第一端、第五控制開(kāi)關(guān)第一端、第七控制開(kāi)關(guān)第一端和電感正端，所述第二控制開(kāi)關(guān)第二端接地，所述第三控制開(kāi)關(guān)第二端接第四控制開(kāi)關(guān)第一端、電感負(fù)端、第六控制開(kāi)關(guān)第二端和第八控制開(kāi)關(guān)第二端，所述第四控制開(kāi)關(guān)第二端接地，所述第五控制開(kāi)關(guān)第二端接第六控制開(kāi)關(guān)第一端和第一等效電容正端，所述第七控制開(kāi)關(guān)第二端接第八控制開(kāi)關(guān)第一端和第二等效電容正端，所述第九控制開(kāi)關(guān)接所述負(fù)載電容正端和電感負(fù)端之間。
[0029]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述第一充電電路導(dǎo)通時(shí)，所述第二控制開(kāi)關(guān)閉合，所述第六控制開(kāi)關(guān)閉合或第八控制開(kāi)關(guān)閉合或第六控制開(kāi)關(guān)和第八控制開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，使所述第一等效電容和第二等效電容正極與電感負(fù)端相連，所述電感正端接地。
[0030]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述第一充電電路導(dǎo)通時(shí)，所述第一控制開(kāi)關(guān)閉合，所述第六控制開(kāi)關(guān)閉合或第八控制開(kāi)關(guān)閉合或者第六控制開(kāi)關(guān)和第八控制開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，使所述第一等效電容和第二等效電容正極與電感負(fù)端相連，所述電感正端接電源。
[0031]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述第二充電電路導(dǎo)通時(shí)，若所述第一等效電容為高電平，第二等效電容為低電平時(shí)，則所述第五控制開(kāi)關(guān)和第八控制開(kāi)關(guān)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)；若所述第一等效電容為低電平，第二等效電容為高電平時(shí)，則所述第六控制開(kāi)關(guān)和第七控制開(kāi)關(guān)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)。
[0032]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述維持電路導(dǎo)通時(shí)，所述第二控制開(kāi)關(guān)及第四控制開(kāi)關(guān)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，使所述電感正端和負(fù)端接地。
[0033]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述維持電路導(dǎo)通時(shí)，所述第一控制開(kāi)關(guān)及第三控制開(kāi)關(guān)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，使所述電感正端和負(fù)端接所述電源正端。
[0034]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述維持電路導(dǎo)通時(shí)，所述第五控制開(kāi)關(guān)和第六控制開(kāi)關(guān)或者第七控制開(kāi)關(guān)和第八控制開(kāi)關(guān)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，使所述電感正端和負(fù)端接所述第一等效電容或者第二等效電容的正端。
[0035]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述第一放電電路導(dǎo)通時(shí)，所述第四控制開(kāi)關(guān)閉合，所述第五控制開(kāi)關(guān)閉合或第七控制開(kāi)關(guān)閉合或第五控制開(kāi)關(guān)和第七控制開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，使所述電感正端接所述第一等效電容和第二等效電容的正端，所述電感的負(fù)端接地。
[0036]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述第一放電電路導(dǎo)通時(shí)，所述第三控制開(kāi)關(guān)閉合，所述第五控制開(kāi)關(guān)閉合或第七控制開(kāi)關(guān)閉合或第五控制開(kāi)關(guān)和第七控制開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，使所述電感正端接所述第一等效電容和第二等效電容的正端，所述電感的負(fù)端接電源的正端，所述電源的負(fù)端接地。
[0037]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述第二放電電路導(dǎo)通時(shí)，若所述第一等效電容為低電平，第二等效電容為高電平時(shí)，則所述第六控制開(kāi)關(guān)和第七控制開(kāi)關(guān)閉合；若所述第一等效電容為高電平，第二等效電容為低電平時(shí)，則所述第五控制開(kāi)關(guān)和第八控制開(kāi)關(guān)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)。
[0038]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述負(fù)載加強(qiáng)電路導(dǎo)通使多個(gè)等效電容加強(qiáng)至電源電壓時(shí)，所述第一控制開(kāi)關(guān)閉合，所述第五控制開(kāi)關(guān)閉合或第七控制開(kāi)關(guān)閉合或第五控制開(kāi)關(guān)和第七控制開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，或者使所述第三控制開(kāi)關(guān)閉合，所述第六控制開(kāi)關(guān)閉合或第八控制開(kāi)關(guān)閉合或第六控制開(kāi)關(guān)和第八控制開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)。
[0039]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述負(fù)載加強(qiáng)電路導(dǎo)通使多個(gè)等效電容加強(qiáng)至地時(shí)，所述第二控制開(kāi)關(guān)閉合，所述第五控制開(kāi)關(guān)閉合或第七控制開(kāi)關(guān)閉合或第五控制開(kāi)關(guān)閉和第七控制開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，或者使所述第四控制開(kāi)關(guān)閉合，所述第六控制開(kāi)關(guān)閉合或第八控制開(kāi)關(guān)閉合或第六控制開(kāi)關(guān)和第八控制開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)。
[0040]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述電能回收電路導(dǎo)通時(shí)，所述第二控制開(kāi)關(guān)及第三控制開(kāi)關(guān)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)。
[0041]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述能量補(bǔ)充電路導(dǎo)通時(shí)，所述第一控制開(kāi)關(guān)及第四控制開(kāi)關(guān)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)。
[0042]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，直流電源電路導(dǎo)通時(shí)，所述第二控制開(kāi)關(guān)及第九控制開(kāi)關(guān)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)。
[0043]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，直流電源電路導(dǎo)通時(shí)，所述第一控制開(kāi)關(guān)及第九控制開(kāi)關(guān)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)。
[0044]進(jìn)一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，直流電源電路導(dǎo)通時(shí)，所述第五控制開(kāi)關(guān)及第九控制開(kāi)關(guān)閉合，或者，所述第七控制開(kāi)關(guān)及第九控制開(kāi)關(guān)閉合，其余控制開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)。