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一種快速啟動(dòng)數(shù)字輸出緩沖器及其控制方法與流程

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一種快速啟動(dòng)數(shù)字輸出緩沖器及其控制方法與流程

技術(shù)特征:
1.一種快速啟動(dòng)數(shù)字輸出緩沖器,其特征在于:包括時(shí)序產(chǎn)生器(1)、電容失配探測(cè)器(2)、電容陣列控制器(3)、開(kāi)關(guān)電容陣列(4)、電流探測(cè)器(5)、電感L、負(fù)載電容CL、第一開(kāi)關(guān)管SW1、第二開(kāi)關(guān)管SW2、第三開(kāi)關(guān)管SW3、第四開(kāi)關(guān)管SW4和第五開(kāi)關(guān)管SW5,所述開(kāi)關(guān)電容陣列(4)的第一導(dǎo)通端與第三開(kāi)關(guān)管SW3的第一導(dǎo)通端、第四開(kāi)關(guān)管SW4的第一導(dǎo)通端和第五開(kāi)關(guān)管SW5的第一導(dǎo)通端電連接,第四開(kāi)關(guān)管SW4的第二導(dǎo)通端與電源VDD電連接,第五開(kāi)關(guān)管SW5的第二導(dǎo)通端與開(kāi)關(guān)電容陣列(4)的第二導(dǎo)通端都接地,第三開(kāi)關(guān)管SW3的第二導(dǎo)通端與電感L一端電連接,電感L另一端與負(fù)載電容CL的上極板、第一開(kāi)關(guān)管SW1的第一導(dǎo)通端、第二開(kāi)關(guān)管SW2的第一導(dǎo)通端和電容失配探測(cè)器(3)的檢測(cè)端電連接,所述負(fù)載電容CL的下極板和第二開(kāi)關(guān)管SW2的第二導(dǎo)通端都接地,所述第一開(kāi)關(guān)管SW1的第二導(dǎo)通端與電源VDD電連接,電容失配探測(cè)器(2)的輸出端與電容陣列控制器(3)的輸入端電連接,電容陣列控制器(3)還與開(kāi)關(guān)電容陣列(4)的控制端電連接,所述第一開(kāi)關(guān)管SW1的控制端、第二開(kāi)關(guān)管SW2的控制端、第三開(kāi)關(guān)管SW3的控制端、第四開(kāi)關(guān)管SW4的控制端、第五開(kāi)關(guān)管SW5的控制端、電容失配探測(cè)器(2)和電流探測(cè)器(5)分別與時(shí)序產(chǎn)生器(1)電連接,所述電流探測(cè)器(5)的兩個(gè)檢測(cè)端分別與第三開(kāi)關(guān)管SW3的第一導(dǎo)通端和第二導(dǎo)通端電連接,所述時(shí)序產(chǎn)生器(1)的輸入端為數(shù)字輸出緩沖器的信號(hào)輸入端,所述負(fù)載電容CL的上極板為數(shù)字輸出緩沖器的信號(hào)輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速啟動(dòng)數(shù)字輸出緩沖器,其特征在于:所述電容失配探測(cè)器(2)包括數(shù)據(jù)處理模塊(6)和電壓檢測(cè)模塊(7),所述電壓檢測(cè)模塊(7)的檢測(cè)端與負(fù)載電容CL的上極板電連接,所述電壓檢測(cè)模塊(7)的數(shù)據(jù)輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊(6)的輸入端電連接,所述數(shù)據(jù)處理模塊(6)還分別與時(shí)序產(chǎn)生器(1)和電容陣列控制器(3)電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種快速啟動(dòng)數(shù)字輸出緩沖器,其特征在于:所述開(kāi)關(guān)電容陣列(4)包括若干個(gè)并聯(lián)的開(kāi)關(guān)電容電路,所述開(kāi)關(guān)電容電路包括電容器(8)以及受電容陣列控制器(3)控制的開(kāi)關(guān)模塊(9),所述電容器(8)和開(kāi)關(guān)模塊(9)串聯(lián),所述開(kāi)關(guān)模塊(9)的控制端與電容陣列控制器(3)電連接。4.一種快速啟動(dòng)數(shù)字輸出緩沖器的控制方法,其特征在于,包括以下步驟:S1:時(shí)序產(chǎn)生器讀取輸入信號(hào)Din,當(dāng)輸入信號(hào)Din由低電平跳變至高電平時(shí),則執(zhí)行步驟S2,當(dāng)輸入信號(hào)Din由高電平跳變至低電平時(shí),則執(zhí)行步驟S4;S2:時(shí)序產(chǎn)生器控制第三開(kāi)關(guān)管SW3導(dǎo)通T時(shí)間,控制第一開(kāi)關(guān)管SW1、第二開(kāi)關(guān)管SW2、第四開(kāi)關(guān)管SW4和第五開(kāi)關(guān)管SW5斷開(kāi)T時(shí)間;S3:T時(shí)間結(jié)束時(shí),時(shí)序產(chǎn)生器控制第二開(kāi)關(guān)管SW2、第三開(kāi)關(guān)管SW3和第四開(kāi)關(guān)管SW4斷開(kāi),控制電容失配探測(cè)器檢測(cè)負(fù)載電容CL上極板在第三開(kāi)關(guān)管SW3斷開(kāi)時(shí)的電壓V,檢測(cè)完成后,時(shí)序產(chǎn)生器控制第一開(kāi)關(guān)管SW1和第五開(kāi)關(guān)管SW5導(dǎo)通,電容失配探測(cè)器比較電壓V與電源VDD電壓的大小,并將比較結(jié)果發(fā)送到電容陣列控制器,電容陣列控制器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)控制開(kāi)關(guān)電容陣列內(nèi)各個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路的導(dǎo)通和關(guān)斷,使開(kāi)關(guān)電容陣列的有效電容量Ca與負(fù)載電容CL的電容量匹配;S4:時(shí)序產(chǎn)生器控制第三開(kāi)關(guān)管SW3導(dǎo)通T時(shí)間,控制第一開(kāi)關(guān)管SW1、第二開(kāi)關(guān)管SW2、第四開(kāi)關(guān)管SW4和第五開(kāi)關(guān)管SW5斷開(kāi)T時(shí)間;S5:T時(shí)間結(jié)束時(shí),時(shí)序控制器控制第一開(kāi)關(guān)管SW1、第三開(kāi)關(guān)管SW3和第五開(kāi)關(guān)管SW5斷開(kāi),控制第二開(kāi)關(guān)管SW2和第四開(kāi)關(guān)管SW4導(dǎo)通;時(shí)序產(chǎn)生器內(nèi)預(yù)先設(shè)有時(shí)間T的初始數(shù)值,當(dāng)時(shí)序產(chǎn)生器控制第三開(kāi)關(guān)管SW3導(dǎo)通T時(shí)間結(jié)束,即第三開(kāi)關(guān)管SW3斷開(kāi)時(shí),電流探測(cè)器探測(cè)到電感L中的殘余電流,輸出Dcmp值到時(shí)序產(chǎn)生器,Dcmp值反應(yīng)殘余電流的方向,或者Dcmp值反應(yīng)殘余電流的方向及大小,時(shí)序產(chǎn)生器根據(jù)接收到的Dcmp值調(diào)整時(shí)間T的數(shù)值。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種快速啟動(dòng)數(shù)字輸出緩沖器的控制方法,其特征在于,所述時(shí)序產(chǎn)生器根據(jù)接收到的Dcmp值調(diào)整時(shí)間T的數(shù)值的方法包括以下步驟:時(shí)序產(chǎn)生器設(shè)有一個(gè)與時(shí)間T對(duì)應(yīng)的Dsgm值,Dsgm值的初始值對(duì)應(yīng)的時(shí)間值為時(shí)間T的初始數(shù)值,時(shí)序產(chǎn)生器對(duì)Dsgm值和接收到的Dcmp值進(jìn)行積分,得到最新的Dsgm值,將該最新的Dsgm值對(duì)應(yīng)的時(shí)間值作為時(shí)間T的最新數(shù)值。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種快速啟動(dòng)數(shù)字輸出緩沖器的控制方法,其特征在于,所述步驟S3中電容陣列控制器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)控制開(kāi)關(guān)電容陣列內(nèi)各個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路的導(dǎo)通和關(guān)斷的方法包括以下步驟:如果電壓V等于電源VDD電壓,則開(kāi)關(guān)電容陣列內(nèi)各個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路的通斷狀態(tài)不變;如果電壓V小于電源VDD電壓,則調(diào)整開(kāi)關(guān)電容陣列內(nèi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)電容電路的通斷狀態(tài),使得開(kāi)關(guān)電容陣列的有效電容量Ca增大;如果電壓V大于電源VDD電壓,則調(diào)整開(kāi)關(guān)電容陣列內(nèi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)電容電路的通斷狀態(tài),使得開(kāi)關(guān)電容陣列的有效電容量Ca減小。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種快速啟動(dòng)數(shù)字輸出緩沖器的控制方法,其特征在于,所述步驟S5包括以下步驟:T時(shí)間結(jié)束時(shí),時(shí)序控制器控制第一開(kāi)關(guān)管SW1、第三開(kāi)關(guān)管SW3和第五開(kāi)關(guān)管SW5斷開(kāi),電容失配探測(cè)器檢測(cè)負(fù)載電容CL上極板在第三開(kāi)關(guān)管SW3斷開(kāi)時(shí)的電壓V,檢測(cè)完成后,時(shí)序產(chǎn)生器控制第二開(kāi)關(guān)管SW2和第四開(kāi)關(guān)管SW4導(dǎo)通,電容失配探測(cè)器比較電壓V與0的大小,并將比較結(jié)果發(fā)送到電容陣列控制器,電容陣列控制器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)控制開(kāi)關(guān)電容陣列內(nèi)各個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路的導(dǎo)通和關(guān)斷,使開(kāi)關(guān)電容陣列的有效電容量Ca與負(fù)載電容CL的電容量匹配。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種快速啟動(dòng)數(shù)字輸出緩沖器的控制方法,其特征在于,所述步驟S5中電容陣列控制器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)控制開(kāi)關(guān)電容陣列內(nèi)各個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路的導(dǎo)通和關(guān)斷的方法包括以下步驟:如果電壓V等于0,則開(kāi)關(guān)電容陣列內(nèi)各個(gè)開(kāi)關(guān)電容電路的通斷狀態(tài)不變;如果電壓V小于0,則調(diào)整開(kāi)關(guān)電容陣列內(nèi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)電容電路的通斷狀態(tài),使得開(kāi)關(guān)電容陣列的有效電容量Ca減??;如果電壓V大于0,則調(diào)整開(kāi)關(guān)電容陣列內(nèi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)電容電路的通斷狀態(tài),使得開(kāi)關(guān)電容陣列的有效電容量Ca增大。
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