快速數據發送器及數據發送方法
【專利摘要】本發明提出了一種快速數據發送器及數據發送方法，使用電感對負載電容進行驅動的方式進行數據傳輸，通過維持電感中的大電流，再通過控制電路切換控制開關來切換電流方向，用電感中的大電流對負載電容進行充放電，達到高速無損驅動負載電容，快速發送數據的目的。
【專利說明】
快速數據發送器及數據發送方法
技術領域
[0001]本發明涉及數據發送領域，尤其涉及一種快速數據發送器及數據發送方法。
【背景技術】
[0002]隨著節能需求的不斷提高，對電容負載的無損驅動不斷地發展。作為數據發送器，很多場合驅動的都是電容負載，為了無損驅動電容負載，一般都采用LC振蕩的方式來實現。
[0003]現有技術中通常是利用LC(電感-負載電容)一次振蕩把負載電容驅動到高電平并維持在低阻高電平狀態，然后再LC 一次振蕩把負載電容上的能量全部回收并維持在低阻低電平狀態。該種做法雖然解決了常規方法低效的問題，但還存在驅動速率較慢、效率較低及電感較大等問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種快速數據發送器及數據發送方法，能夠解決無損數據發送器的速度慢的問題。
[0005]為了實現上述目的，本發明提出了一種快速數據發送器，包括:
[0006]電感充電電路，包括電源和電感，所述電感正端與所述電源正極相連，所述電感負端接地；
[0007]維持電路，將所述電感正端和負端接同一電壓；
[0008]負載電容充電電路，包括所述電感及負載電容，所述負載電容正極與電感負端相連，并發送輸出信號，所述負載電容負端接地；
[0009]負載電容放電電路，所述負載電容負端接地，正端與所述電感正端相連；
[0010]多個控制開關，所述控制開關分別連接在所述電感充電電路、維持電路、負載電容充電電路及負載電容放電電路中；
[0011]控制電路，與所述多個控制開關相連，控制所述多個控制開關的閉合和斷開，以使所述電感充電電路、維持電路、負載電容充電電路和負載電容放電電路導通和斷開。
[0012]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述控制電路包括電流檢測器、電壓檢測器及時序產生器，時序產生器輸入端接待發送信號及使能信號，并產生控制信號分別控制所述控制開關，所述電流檢測器與所述電感相連，用于檢測所述電感的電流并將電流信號反饋至所述時序產生器，所述電壓檢測器與所述負載電容相連，用于檢測所述負載電容的電壓并將電壓信號反饋至所述時序產生器。
[0013]進一步的，在所述的快速數據發送器中，還包括:負載加強電路，將所述負載電容正端維持在所述電源電壓或地。
[0014]進一步的，在所述的快速數據發送器中，還包括:電能回收電路，將所述電感正端和電源負端接地，所述電感負端與所述電源正端相連。
[0015]進一步的，在所述的快速數據發送器中，還包括:能量補充電路，將所述電感正端和電源正端相連，電感負端接地，所述負載電容正端接所述電源正端或地，所述負載電容負端接地。
[0016]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述控制開關為6個，分別為第一控制開關、第二控制開關、第三控制開關、第四控制開關、第五控制開關及第六控制開關，所述第一控制開關第一端及第三控制開關第一端連接所述電源正端，所述第一控制開關第二端連接第二控制開關第一端、第五控制開關第一端和電感正端，所述第二控制開關第二端接地，所述第三控制開關第二端接第四控制開關第一端、電感負端和第六控制開關第二端，所述第四控制開關第二端接地，所述第五控制開關第二端接第六控制開關第一端和負載電容正端，所述負載電容負端接地。
[0017]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述負載電容充電電路導通時，所述第二控制開關及第六控制開關閉合，所述第一控制開關、第三控制開關、第四控制開關及第五控制開關斷開，使所述負載電容正極與電感負端相連，所述電感正端接地，所述負載電容負端接地。
[0018]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述負載電容充電電路導通時，所述第一控制開關及第六控制開關閉合，所述第二控制開關、第三控制開關、第四控制開關及第五控制開關斷開，使所述負載電容正極與電感負端相連，所述電感正端接所述電源正端，所述負載電容負端接地。
[0019]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述維持電路導通時，所述第二控制開關及第四控制開關閉合，所述第一控制開關、第三控制開關、第五控制開關及第六控制開關斷開，使所述電感正端和負端接地。
[0020]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述維持電路導通時，所述第一控制開關及第三控制開關閉合，所述第二控制開關、第四控制開關、第五控制開關及第六控制開關斷開，使所述電感正端和負端接所述電源正端。
[0021]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述維持電路導通時，所述第五控制開關及第六控制開關閉合，所述第一控制開關、第二控制開關、第三控制開關及第四控制開關斷開，使所述電感正端和負端接所述負載電容正端。
[0022]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述負載電容放電電路導通時，所述第四控制開關及第五控制開關閉合，所述第一控制開關、第二控制開關、第三控制開關及第六控制開關斷開，使所述電感正端接所述負載電容正端，所述電感和負載電容的負端均接地。
[0023]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述負載電容放電電路導通時，所述第三控制開關及第五控制開關閉合，所述第一控制開關、第二控制開關、第四控制開關及第六控制開關斷開，使所述電感正端接所述負載電容正端，所述電感的負端接電源的正端，所述電源和負載電容的負端均接地。
[0024]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述負載加強電路導通使所述負載電容加強至電源電壓時，所述第一控制開關及第五控制開關閉合，所述第二控制開關、第三控制開關、第四控制開關及第六控制開關斷開，或者使所述第三控制開關、第六控制開關閉合，所述第一控制開關、第二控制開關、第四控制開關及第五控制開關斷開。
[0025]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述負載加強電路導通使所述負載電容加強至地時，所述第二控制開關及第五控制開關閉合，所述第一控制開關、第三控制開關、第四控制開關及第六控制開關斷開，或者使所述第四控制開關及第六控制開關閉合，所述第一控制開關、第二控制開關、第三控制開關及第五控制開關斷開。
[0026]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述電能回收電路導通時，所述第二控制開關及第三控制開關閉合，所述第一控制開關、第四控制開關、第五控制開關及第六控制開關斷開。
[0027]進一步的，在所述的快速數據發送器中，所述能量補充電路導通時，所述第一控制開關、第四控制開關閉合及第五控制開關閉合，所述第二控制開關、第三控制開關及第六控制開關斷開，或者，所述第一控制開關、第四控制開關閉合及第六控制開關閉合，所述第二控制開關、第三控制開關及第五控制開關斷開。
[0028]本發明還提出了一種快速數據發送器的數據發送方法，采用如上文所述的快速數據發送器進行數據發送，包括步驟:
[0029]步驟S1:當使能信號由低電平跳變為高電平時，控制電路控制控制開關使電感充電電路導通，對電感進行充電，直至所述電感電流達到預設電流值；
[0030]步驟S2:當步驟SI結束時，所述控制電路控制所述控制開關使維持電路導通，對所述電感電流進行保持；
[0031]步驟S3:當待發送信號由低電平跳變為高電平時，所述控制電路控制所述控制開關使負載電容充電電路導通，由所述電感對負載電容進行無損高速充電，直至所述負載電容電壓達到預定電壓，輸出信號；
[0032]步驟S4:當步驟S3結束時，所述控制電路控制所述控制開關使所述維持電路導通，對所述電感電流進行保持；
[0033]步驟S5:當所述待發送信號由高電平跳變為低電平時，所述控制電路控制所述控制開關使負載電容放電電路導通，使所述負載電容進行無損高速放電，直至所述負載電容電壓為O電平；
[0034]步驟S6:當步驟S5結束時，所述控制電路控制所述控制開關使所述維持電路導通，對所述電感電流進行保持。
[0035]進一步的，在所述的快速數據發送器的數據發送方法中，所述快速數據發送器包括負載加強電路；在步驟S4中，對所述電感電流進行保持的同時，所述負載加強電路導通，使所述負載電容正端加強至所述電源電壓。
[0036]進一步的，在所述的快速數據發送器的數據發送方法中，所述快速數據發送器包括負載加強電路；在步驟S6中，對所述電感電流進行保持的同時，所述負載加強電路導通，使所述負載電容正端接地。
[0037]進一步的，在所述的快速數據發送器的數據發送方法中，所述快速數據發送器包括能量補充電路；在步驟S4中，使所述電感正端和負載電容正端接所述電源電壓正端，所述電感負端和負載電容負端接地。
[0038]進一步的，在所述的快速數據發送器的數據發送方法中，所述快速數據發送器包括能量補充電路；在步驟S6中，使所述電感正端接所述電源電壓正端，所述電感負端、負載電容正端和負端均接地。
[0039]進一步的，在所述的快速數據發送器的數據發送方法中，所述快速數據發送器包括電能回收電路；在步驟S6結束后，還包括步驟S7，將所述電能回收電路導通，使所述電感正端和電源負端接地，所述電感負端與所述電源正端相連，將所述電感中的電能回收至所述電源，直至所述電感中電流減小到零。
[0040]進一步的，在所述的快速數據發送器的數據發送方法中，在所述步驟S7結束后，還包括步驟S8，將所有控制開關斷開，將所述快速數據發送器關斷并高阻輸出。
[0041]與現有技術相比，本發明的有益效果主要體現在:使用電感對負載電容進行驅動的方式進行數據傳輸，通過維持電感中的大電流，再通過控制電路切換控制開關來切換電流方向，用電感中的大電流對負載電容進行充放電，達到高速無損驅動負載電容，快速發送數據的目的。
【附圖說明】
[0042]圖1為本發明第一實施例中快速數據發送器的電路結構示意圖；
[0043]圖2為本發明第一實施例中電感充電電路的電路結構示意圖；
[0044]圖3為本發明第一實施例中負載電容充電電路的電路結構示意圖；
[0045]圖4為本發明第一實施例中維持電路的電路結構示意圖；
[0046]圖5為本發明第一實施例中負載電容放電電路的電路結構示意圖；
[0047]圖6為本發明第一實施例中負載加強到電源電壓的電路結構示意圖；
[0048]圖7為本發明第一實施例中負載加強到地的電路結構示意圖；
[0049]圖8為本發明第一實施例中電能回收電路的電路結構示意圖；
[0050]圖9為本發明第一實施例中數據發送一個周期的時序示意圖；
[0051]圖10為本發明第二實施例中負載電容充電電路的電路結構示意圖；
[0052]圖11為本發明第二實施例中維持電路的電路結構示意圖；
[0053]圖12為本發明第二實施例中負載電容放電電路的電路結構示意圖；
[0054]圖13為本發明第三實施例中維持電路的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0055]下面將結合示意圖對本發明的快速數據發送器及數據發送方法進行更詳細的描述，其中表示了本發明的優選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本發明，而仍然實現本發明的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本發明的限制。
[0056]為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結構，因為它們會使本發明由于不必要的細節而混亂。應當認為在任何實際實施例的開發中，必須做出大量實施細節以實現開發者的特定目標，例如按照有關系統或有關商業的限制，由一個實施例改變為另一個實施例。另外，應當認為這種開發工作可能是復雜和耗費時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規工作。
[0057]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
[0058]實施例一
[0059]請參考圖1，在本實施例中，提出了一種快速數據發送器，包括:
[0060]電感充電電路，包括電源和電感L，所述電感L正端與所述電源正極相連，所述電感L負端接地，如圖2所示；
[0061]維持電路，將所述電感L正端和負端接同一電壓；
[0062]負載電容充電電路，包括所述電感L及負載電容Q，所述負載電容CoH極與所電感L負端相連，并發送輸出信號Dout，例如邏輯高電平，所述負載電容Q負端接地；
[0063]負載電容放電電路，所述負載電容Q負端接地，正端通過所述電感L接地；
[0064]多個控制開關，所述控制開關分別連接在所述電感充電電路、維持電路、負載電容充電電路及負載電容放電電路中；
[0065]控制電路，與所述多個控制開關相連，控制所述多個控制開關的閉合和斷開，以使所述電感充電電路、維持電路、負載電容充電電路和負載電容放電電路導通和斷開。
[0066]所述控制電路包括電流檢測器、電壓檢測器及時序產生器，時序產生器輸入端接待發送信號Din及使能信號EN，并產生控制信號分別控制所述控制開關，所述電流檢測器與所述電感L相連，用于檢測所述電感L的電流并將電流込信號反饋至所述時序產生器，所述電壓檢測器與所述負載電容Q相連，用于檢測所述負載電容q的電壓并將電壓信號反饋至所述時序產生器，通過切換控制開關，用于維持電感L電流值在預設范圍內，控制電感L中的持續大電流快速、無損地對負載電容Q充放電，達到快速無損地發送數據。
[0067]此外，快速數據發送器還包括負載加強電路、電能回收電路以及能量補充電路，所述負載加強電路用于將所述負載電容CoH端維持在所述電源電壓或地；所述電能回收電路用于將所述電感L正端和電源負端接地，所述電感L負端與所述電源正端相連；所述能量補充電路用于將所述電感L正端和電源正端相連，電感L負端接地，所述負載電容CoH端接所述電源正端或地，所述負載電容Q負端接地。
[0068]具體的，所述控制開關為6個，分別為第一控制開關SW1、第二控制開關SW2、第三控制開關SW3、第四控制開關SW4、第五控制開關SW5及第六控制開關SW6，所述第一控制開關SWl第一端及第三控制開關SW3第一端連接所述電源正端，所述第一控制開關SWl第二端連接第二控制開關SW2第一端、第五控制開關SW5第一端和電感L正端，所述第二控制開關SW2第二端接地，所述第三控制開關SW3第二端接第四控制開關SW4第一端、電感L負端和第六控制開關SW6第二端，所述第四控制開關SW4第二端接地，所述第五控制開關SW5第二端接第六控制開關SW6第一端和負載電容Q正端，所述負載電容C [負端接地。
[0069]所述負載電容充電電路導通時，所述第二控制開關SW2及第六控制開關SW6閉合，其余開關斷開，使所述負載電容CoH極與電感L負端相連，所述電感L正端接地，所述負載電容Q負端接地，如圖3所示；
[0070]所述維持電路導通時，所述第二控制開關SW2及第四控制開關SW4閉合，所述第一控制開關SW1、第三控制開關SW3、第五控制開關SW5及第六控制開關SW6斷開，使所述電感L正端和負端接地，如圖4所示；
[0071]所述負載電容放電電路導通時，所述第四控制開關SW4及第五控制開關SW5閉合，所述第一控制開關SW1、第二控制開關SW2、第三控制開關SW3及第六控制開關SW6斷開，使所述負載電容Q負端接地，正端通過所述電感L接地，如圖5所示；
[0072]所述負載加強電路導通使所述負載電容Q加強至電源電壓時，所述第一控制開關SWl及第五控制開關SW5閉合，所述第二控制開關SW2、第三控制開關SW3、第四控制開關SW4及第六控制開關SW6斷開，或者使所述第三控制開關SW3、第六控制開關SW6閉合，所述第一控制開關SW1、第二控制開關SW2、第四控制開關SW4及第五控制開關SW5斷開，如圖6所示；
[0073]所述負載加強電路導通使所述負載電容Q加強至地時，所述第二控制開關SW2及第五控制開關SW5閉合，所述第一控制開關SW1、第三控制開關SW3、第四控制開關SW4及第六控制開關SW6斷開，或者使所述第四控制開關SW4及第六控制開關SW6閉合，所述第一控制開關SW1、第二控制開關SW2、第三控制開關SW3及第五控制開關SW5斷開，如圖7所示；
[0074]所述電能回收電路導通時，所述第二控制開關SW2及第三控制開關SW3閉合，所述第一控制開關SW1、第四控制開關SW4、第五控制開關SW5及第六控制開關SW6斷開，如圖8所示。
[0075]所述能量補充電路導通時，所述第一控制開關SW1、第四控制開關SW4閉合及第五控制開關SW5閉合，所述第二控制開關SW2、第三控制開關SW3及第六控制開關SW6斷開，或者，所述第一控制開關SW1、第四控制開關SW4閉合及第六控制開關SW6閉合，所述第二控制開關SW2、第三控制開關SW3及第五控制開關SW5斷開。
[0076]在本發明的另一方面還提出了一種快速數據發送器的數據發送方法，采用如上文所述的快速數據發送器進行數據發送，包括步驟:
[0077]步驟S1:當使能信號由低電平跳變為高電平時，控制電路控制控制開關使電感充電電路導通，對電感L進行充電，直至電流檢測單元檢測到所述電感電流達到預設電流值I1;
[0078]步驟S2:當步驟SI結束時，所述控制電路控制所述控制開關使維持電路導通，對所述電感電流Il進行保持；
[0079]步驟S3:當待發送信號由低電平跳變為高電平時，所述控制電路控制所述控制開關使負載電容充電電路導通，由所述電感L對負載電容Q進行無損高速充電，直至所述負載電容Q電壓達到預定電壓，輸出信號Dout ;
[0080]步驟S4:當步驟S3結束時，所述控制電路控制所述控制開關使所述維持電路導通，對所述電感電流Il進行保持；
[0081]步驟S5:當所述待發送信號由高電平跳變為低電平時，所述控制電路控制所述控制開關使負載電容放電電路導通，使所述負載電容Qji行無損高速放電，直至所述負載電容Q電壓為O電平；
[0082]步驟S6:當步驟S5結束時，當使能信號由高電平跳變為低電平時，所述控制電路控制所述控制開關使所述維持電路導通，對所述電感電流進行保持。
[0083]在步驟S6結束后，還包括步驟S7，將所述電能回收電路導通，使所述電感L正端和電源負端接地，所述電感L負端與所述電源正端相連，將所述電感L中的電能回收至所述電源，直至所述電感L中電流L減小到零。
[0084]在所述步驟S7結束后，還包括步驟S8，將所有控制開關斷開，將所述快速數據發送器關斷并高阻輸出。步驟S8階段的終點是下一個使能信號EN的上升沿到來。
[0085]下面結合圖9具體說明工作過程:在使能信號EN跳變到高電平之前，假設電感L中電流的初始態為0，負載電容C J:的電壓為0，待發送信號Din為0，控制開關SWl?SW6都維持斷開狀態。整個快速數據發送器不工作，輸出高組態。
[0086]以下以快速數據發送器啟動，待發送信號Din從0->1->0，快速數據發送器關斷，能量回收的過程來說明各階段的工作情況。
[0087]Tl階段:T1階段的起點是使能信號EN從O到I的跳變，Tl階段的終點是電感電流^被充到預設電流值1卩Tl階段完成的功能是電感電流I始值的建立。具體實現，時序產生器的輸入信號使能信號EN從O變到I，同時輸入信號lstate〈l:0> = 00，時序產生器控制所述電感充電電路導通。Istate〈l: 0>在本實施例里采用的是兩位，但是實際上包含但不僅限于兩位。當電感L中的電流到達預設電流值I i時，電流檢測器輸出lstate〈l:0>=11 ;
[0088]T2階段:T2階段的起點是Tl階段的終點，Τ2階段的終點是待發送信號Din從O到I的跳變沿。Τ2階段完成的功能是電感電流的保持。Tl結束，時序產生器控制維持電路導通，電流被保持在電感L中。優選的，Tl結束，時序產生器控制所述控制開關SW2、Sff4,Sff5及SW6閉合，其他開關都斷開，電流込被保持在電感L中，同時負載電容C d極板(正端)被加強到地。
[0089]T3階段:T3階段的起點是Τ2階段的終點，Τ3階段的終點是負載電容Cjl極板電壓被充高到電源電壓VDD。Τ3階段完成的功能是負載電容Q的無損高速充電。Τ2結束，時序產生器控制負載電容充電電路導通，電感電流込對負載電容Cl充電，當電壓檢測器檢測到負載電容CJ:極板被充電到VDD電壓時，發信號給時序產生器，作為T3階段的結束標志。
[0090]T4階段:T4階段的起點是Τ3階段的終點，Τ4階段的終點是待發送信號Din從高電平到低電平的跳變沿。Τ4階段完成的功能是，電感電流的保持以及輸出信號Dout的高電平加強。時序產生器控制維持電路和負載加強電路導通，使電流被保持在電感L中，同時電容負載Cl維持輸出VDD電壓值。
[0091]T5階段:T5階段的起點是Τ4階段的終點，Τ5階段的終點是負載電容Q上極板放電到O電壓。Τ5階段完成的功能是負載電容Q無損高速放電。時序產生器控制負載電容放電電路導通導通，負載電容Q經電感電流放電，當電壓檢測器檢測到電容負載的上極板被放電到O電平時，發信號給時序產生器，作為Τ5階段的結束標志。
[0092]Τ6階段:Τ6階段的起點是Τ5階段的終點，Τ6階段的終點是使能信號EN從高電平到低電平的跳變沿。Τ6階段完成的功能是，電感電流的保持以及輸出信號Dout的低電平加強。時序產生器控制維持電路和負載加強電路導通，電流被保持在電感L中，同時電容負載維持輸出O電壓值。
[0093]T7階段:T7階段的起點是Τ6階段的終點，Τ7階段的終點是電感L中電流込變為Oo Τ7階段完成的功能是回收電感L中電流L的能量到電源。時序產生器控制維電能回收電路導通，電感電流在反向電壓的作用下，逐漸減小到零，電流檢測器輸出lstate〈l:0>=00，作為T7階段結束的標志。
[0094]T8階段:T8階段的起點是Τ7階段的終點，Τ8階段的終點是下一個使能信號EN的上升沿。Τ8階段完成的功能是發送器完全關斷及高阻輸出。實現方式，所有控制開關斷開。
[0095]此外，在整個過程中，由于寄生電阻的存在，電感L中的電流込一直處于消耗狀態，因此，需要進行補充能量。T4階段是電流Il保持及高電平加強，T6階段是電流IL保持及低電平加強。在能量補充階段，可以在T4階段把電路配置成能量補充電流及高電平加強，T6階段可以配置成能量補充電流及低電平加強。具體做法:在T4階段時，控制開關SW1、Sff4, SW5導通，其他都關斷，使能量補充電路導通，所述電感L正端和負載電容CoH端接所述電源電壓正端，所述電感L負端和負載電容Cl負端接地；在T6階段時，控制開關SW1、SW4.SW6導通，其他都關斷，使所述電感L正端接所述電源電壓正端，所述電感L負端、負載電容CoH端和負端均接地。
[0096]每次進入T4階段及T6階段之前，觀察電流檢測器輸出，當電流Il低至某一預設值I2時，電流檢測器輸出lstate〈l:0> = 10，進入能量補充階段，T4階段及T6階段被配成能量補充電流及加強，直到電感電流^大于某一較高預設電流值1:后，T4階段及T6階段被配置成電流保持及加強。
[0097]本實施例說明了快速、無損發送一個O及發送一個I的過程，也可以拓展到發送任意N個O及M個I的情況，其中N和M為任意大于O的自然數。
[0098]實施例二
[0099]在本實施例中，具體的快速數據發送器電路結構與實施例一相同，不同的是，負載電容Q充電電路、維持電路的電路及負載電容放電電路的電路與實施一之間存在不同。
[0100]請參考圖10，在本實施例中，所述負載電容Q充電電路導通時，所述第一控制開關SWl及第六控制開關SW6閉合，所述第二控制開關SW2、第三控制開關SW3、第四控制開關SW4及第五控制開關SW5斷開，使所述負載電容Q正極與電感L負端相連，所述電感L正端接所述電源正端，所述負載電容Q負端接地。
[0101]請參考圖11，在本實施例中，所述維持電路導通時，所述第一控制開關SWl及第三控制開關SW3閉合，所述第二控制開關SW2、第四控制開關SW4、第五控制開關SW5及第六控制開關SW6斷開，使所述電感L正端和負端接所述電源正端。
[0102]請參考圖12，在本實施例中，所述負載電容放電電路導通時，所述第三控制開關SW3及第五控制開關SW5閉合，所述第一控制開關SW1、第二控制開關SW2、第四控制開關SW4及第六控制開關SW6斷開，使所述電感L正端接所述負載電容CoH端，所述電感L的負端接電源的正端，所述電源和負載電容Q的負端均接地。
[0103]其余結構以及工作方式均與實施例一相同，實施例一和實施例二也可以相互配合使用，具體結構以及工作方式等請參考實施例一，在此不作贅述。
[0104]實施例三
[0105]在本實施例中，具體的快速數據發送器電路結構與實施例一相同，不同的是，維持電路的電路與實施一之間存在不同。
[0106]請參考圖13，在本實施例中，所述維持第一控制開關SWl電路導通時，所述第五控制開關SW5及第六控制開關SW6閉合，所述第一控制開關、第二控制開關SW2、第三控制開關SW3及第四控制開關SW4斷開，使所述電感L正端和負端接所述負載電容CoH端。
[0107]其余結構以及工作方式均與實施例一相同，實施例一、實施例二以及實施例三也可以相互配合使用，具體結構以及工作方式等請參考實施例一，在此不作贅述。
[0108]綜上，在本發明實施例提供的快速數據發送器及數據發送方法中，使用電感對負載電容進行驅動的方式進行數據傳輸，通過維持電感中的大電流，再通過控制電路切換控制開關來切換電流方向，用電感中的大電流對負載電容進行充放電，達到高速無損驅動負載電容，快速發送數據的目的。
[0109]上述僅為本發明的優選實施例而已，并不對本發明起到任何限制作用。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的技術方案的范圍內，對本發明揭露的技術方案和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術方案的內容，仍屬于本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種快速數據發送器，其特征在于，包括: 電感充電電路，包括電源和電感，所述電感正端與所述電源正極相連，所述電感負端接地； 維持電路，將所述電感正端和負端接同一電壓； 負載電容充電電路，包括所述電感及負載電容，所述負載電容正極與電感負端相連，所述負載電容負端接地； 負載電容放電電路，所述負載電容負端接地，正端與所述電感正端相連； 多個控制開關，所述控制開關分別連接在所述電感充電電路、維持電路、負載電容充電電路及負載電容放電電路中； 控制電路，與所述多個控制開關相連，控制所述多個控制開關的閉合和斷開，以使所述電感充電電路、維持電路、負載電容充電電路和負載電容放電電路導通和斷開。2.如權利要求1所述的快速數據發送器，其特征在于，所述控制電路包括電流檢測器、電壓檢測器及時序產生器，時序產生器輸入端接待發送信號及使能信號，并產生控制信號分別控制所述控制開關，所述電流檢測器與所述電感相連，用于檢測所述電感的電流并將電流信號反饋至所述時序產生器，所述電壓檢測器與所述負載電容相連，用于檢測所述負載電容的電壓并將電壓信號反饋至所述時序產生器。3.如權利要求2所述的快速數據發送器，其特征在于，還包括:負載加強電路，將所述負載電容正端維持在所述電源電壓或地。4.如權利要求3所述的快速數據發送器，其特征在于，還包括:電能回收電路，將所述電感正端和電源負端接地，所述電感負端與所述電源正端相連。5.如權利要求4所述的快速數據發送器，其特征在于，還包括:能量補充電路，將所述電感正端和電源正端相連，電感負端接地，所述負載電容正端接所述電源正端或地，所述負載電容負端接地。6.如權利要求5所述的快速數據發送器，其特征在于，所述控制開關為6個，分別為第一控制開關、第二控制開關、第三控制開關、第四控制開關、第五控制開關及第六控制開關，所述第一控制開關第一端及第三控制開關第一端連接所述電源正端，所述第一控制開關第二端連接第二控制開關第一端、第五控制開關第一端和電感正端，所述第二控制開關第二端接地，所述第三控制開關第二端接第四控制開關第一端、電感負端和第六控制開關第二端，所述第四控制開關第二端接地，所述第五控制開關第二端接第六控制開關第一端和負載電容正端，所述負載電容負端接地。7.如權利要求6所述的快速數據發送器，其特征在于，所述負載電容充電電路導通時，所述第二控制開關及第六控制開關閉合，所述第一控制開關、第三控制開關、第四控制開關及第五控制開關斷開，使所述負載電容正極與電感負端相連，所述電感正端接地，所述負載電容負端接地。8.如權利要求6所述的快速數據發送器，其特征在于，所述負載電容充電電路導通時，所述第一控制開關及第六控制開關閉合，所述第二控制開關、第三控制開關、第四控制開關及第五控制開關斷開，使所述負載電容正極與電感負端相連，所述電感正端接所述電源正端，所述負載電容負端接地。9.如權利要求6所述的快速數據發送器，其特征在于，所述維持電路導通時，所述第二控制開關及第四控制開關閉合，所述第一控制開關、第三控制開關、第五控制開關及第六控制開關斷開，使所述電感正端和負端接地。10.如權利要求6所述的快速數據發送器，其特征在于，所述維持電路導通時，所述第一控制開關及第三控制開關閉合，所述第二控制開關、第四控制開關、第五控制開關及第六控制開關斷開，使所述電感正端和負端接所述電源正端。11.如權利要求6所述的快速數據發送器，其特征在于，所述維持電路導通時，所述第五控制開關及第六控制開關閉合，所述第一控制開關、第二控制開關、第三控制開關及第四控制開關斷開，使所述電感正端和負端接所述負載電容正端。12.如權利要求6所述的快速數據發送器，其特征在于，所述負載電容放電電路導通時，所述第四控制開關及第五控制開關閉合，所述第一控制開關、第二控制開關、第三控制開關及第六控制開關斷開，使所述電感正端接所述負載電容正端，所述電感和負載電容的負端均接地。13.如權利要求6所述的快速數據發送器，其特征在于，所述負載電容放電電路導通時，所述第三控制開關及第五控制開關閉合，所述第一控制開關、第二控制開關、第四控制開關及第六控制開關斷開，使所述電感正端接所述負載電容正端，所述電感的負端接電源的正端，所述電源和負載電容的負端均接地。14.如權利要求6所述的快速數據發送器，其特征在于，所述負載加強電路導通使所述負載電容加強至電源電壓時，所述第一控制開關及第五控制開關閉合，所述第二控制開關、第三控制開關、第四控制開關及第六控制開關斷開，或者使所述第三控制開關、第六控制開關閉合，所述第一控制開關、第二控制開關、第四控制開關及第五控制開關斷開。15.如權利要求6所述的快速數據發送器，其特征在于，所述負載加強電路導通使所述負載電容加強至地時，所述第二控制開關及第五控制開關閉合，所述第一控制開關、第三控制開關、第四控制開關及第六控制開關斷開，或者使所述第四控制開關及第六控制開關閉合，所述第一控制開關、第二控制開關、第三控制開關及第五控制開關斷開。16.如權利要求6所述的快速數據發送器，其特征在于，所述電能回收電路導通時，所述第二控制開關及第三控制開關閉合，所述第一控制開關、第四控制開關、第五控制開關及第六控制開關斷開。17.如權利要求6所述的快速數據發送器，其特征在于，所述能量補充電路導通時，所述第一控制開關、第四控制開關閉合及第五控制開關閉合，所述第二控制開關、第三控制開關及第六控制開關斷開，或者，所述第一控制開關、第四控制開關閉合及第六控制開關閉合，所述第二控制開關、第三控制開關及第五控制開關斷開。18.一種快速數據發送器的數據發送方法，采用如權利要求1至權利要求17中任一項所述的快速數據發送器進行數據發送，其特征在于，包括步驟: 步驟S1:當使能信號由低電平跳變為高電平時，控制電路控制控制開關使電感充電電路導通，對電感進行充電，直至所述電感電流達到預設電流值； 步驟S2:當步驟SI結束時，所述控制電路控制所述控制開關使維持電路導通，對所述電感電流進行保持； 步驟S3:當待發送信號由低電平跳變為高電平時，所述控制電路控制所述控制開關使負載電容充電電路導通，由所述電感對負載電容進行無損高速充電，直至所述負載電容電壓達到預定電壓，輸出信號； 步驟S4:當步驟S3結束時，所述控制電路控制所述控制開關使所述維持電路導通，對所述電感電流進行保持； 步驟S5:當所述待發送信號由高電平跳變為低電平時，所述控制電路控制所述控制開關使負載電容放電電路導通，使所述負載電容進行無損高速放電，直至所述負載電容電壓為O電平； 步驟S6:當步驟S5結束時，所述控制電路控制所述控制開關使所述維持電路導通，對所述電感電流進行保持。19.如權利要求18所述的快速數據發送器的數據發送方法，其特征在于，所述快速數據發送器包括負載加強電路；在步驟S4中，對所述電感電流進行保持的同時，所述負載加強電路導通，使所述負載電容正端加強至所述電源電壓。20.如權利要求18所述的快速數據發送器的數據發送方法，其特征在于，所述快速數據發送器包括負載加強電路；在步驟S6中，對所述電感電流進行保持的同時，所述負載加強電路導通，使所述負載電容正端接地。21.如權利要求18所述的快速數據發送器的數據發送方法，其特征在于，所述快速數據發送器包括能量補充電路；在步驟S4中，使所述電感正端和負載電容正端接所述電源電壓正端，所述電感負端和負載電容負端接地。22.如權利要求18所述的快速數據發送器的數據發送方法，其特征在于，所述快速數據發送器包括能量補充電路；在步驟S6中，使所述電感正端接所述電源電壓正端，所述電感負端、負載電谷正端和負端均接地。23.如權利要求18所述的快速數據發送器的數據發送方法，其特征在于，所述快速數據發送器包括電能回收電路；在步驟S6結束后，還包括步驟S7，將所述電能回收電路導通，使所述電感正端和電源負端接地，所述電感負端與所述電源正端相連，將所述電感中的電能回收至所述電源，直至所述電感中電流減小到零。24.如權利要求23所述的快速數據發送器的數據發送方法，其特征在于，在所述步驟S7結束后，還包括步驟S8，將所有控制開關斷開，將所述快速數據發送器關斷并高阻輸出。
【文檔編號】H03B5/08GK106033949SQ201510106653
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月11日
【發明人】陳鋒
【申請人】杭州硅星科技有限公司