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，對電容負載的無損驅(qū)動不斷地發(fā)展。作為數(shù)據(jù)發(fā)送器，很多場合驅(qū)動的都是電容負載，為了無損驅(qū)動電容負載，一般都采用LC振蕩的方式來實現(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)方法低效的問題，但還存在驅(qū)動速率較慢、效率較低及電感較大等問題。
[0004]對于一個系統(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)送器利用這個電壓來驅(qū)動負載電容。用電壓把電容從地驅(qū)動到高電平的過程中，會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在負載電容上，這一半電容上的能量會在電容從高電平到地的過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。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實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，能夠解決無損數(shù)據(jù)發(fā)送器的速度慢以及直流電源不穩(wěn)的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實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、負載電容和多個等效電容，所述負載電容和等效電容的負端均接地；
[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，所述電感負端接地；
[0009]維持電路，將所述電感正端和負端接同一電壓；
[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端相連；
[0014]直流電源電路，所述電感的負端接所述負載電容正端，對所述負載電容進行充電，所述負載電容正端對負載輸出直流電壓；
[0015]數(shù)據(jù)開關(guān)陣列和電源開關(guān)陣列，包括至少一個控制開關(guān)，所述控制開關(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)開關(guān)陣列和電源開關(guān)陣列相連，控制所述控制開關(guān)的閉合和斷開，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。
[0017]進一步的，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器、電壓檢測器及微處理器，微處理器輸入端接待發(fā)送信號及使能信號，并產(chǎn)生控制信號分別控制所述控制開關(guān)，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微處理器，所述電壓檢測器均與多個所述等效電容相連，用于檢測每個等效電容的電壓并將電壓信號反饋至所述微處理器。
[0018]進一步的，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，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并聯(lián)的控制開關(guān)，一個控制開關(guān)連接電源，另一個控制開關(guān)接地，所述電感負端與所述負載電容正端相連。
[0020]進一步的，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，所述電感負端接兩個并聯(lián)的控制開關(guān)，一個控制開關(guān)接地，另一個控制開關(guān)連接所述負載電容的正端。
[0021]進一步的，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并聯(lián)的控制開關(guān)，一個控制開關(guān)連接電源，另一個控制開關(guān)接地，所述電感負端接兩個并聯(lián)的控制開關(guān)，一個控制開關(guān)接地，另一個控制開關(guān)連接所述負載電容的正端。
[0022]進一步的，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:負載加強電路，將所述等效電容正端維持在所述電源電壓或地。
[0023]進一步的，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端接地，所述電感負端與所述電源正端相連。
[0024]進一步的，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，所述等效電容正端接所述電源正端或地。
[0025]進一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，每一個所述等效電容的正端均連有兩個并聯(lián)的控制開關(guān)，一個控制開關(guān)連接所述電感的正端，另一個控制開關(guān)連接電感的負端。
[0026]進一步的，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端均連有兩個并聯(lián)的控制開關(guān)，所述電感正端的一個控制開關(guān)連接所述電源的正端，另一個控制開關(guān)接地，所述電感負端的一個控制開關(guān)連接所述電源的正端，另一個控制開關(guān)接地。
[0027]進一步的，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，分別為第一等效電容和第二等效電容。
[0028]進一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述控制開關(guān)為9個，分別為第一控制開關(guān)、第二控制開關(guān)、第三控制開關(guān)、第四控制開關(guān)、第五控制開關(guān)、第六控制開關(guān)、第七控制開關(guān)、第八控制開關(guān)及第九控制開關(guān)，所述第一控制開關(guān)第一端及第三控制開關(guān)第一端連接所述電源正端，所述第一控制開關(guān)第二端連接第二控制開關(guān)第一端、第五控制開關(guān)第一端、第七控制開關(guān)第一端和電感正端，所述第二控制開關(guān)第二端接地，所述第三控制開關(guān)第二端接第四控制開關(guān)第一端、電感負端、第六控制開關(guān)第二端和第八控制開關(guān)第二端，所述第四控制開關(guān)第二端接地，所述第五控制開關(guān)第二端接第六控制開關(guān)第一端和第一等效電容正端，所述第七控制開關(guān)第二端接第八控制開關(guān)第一端和第二等效電容正端，所述第九控制開關(guān)接所述負載電容正端和電感負端之間。
[0029]進一步的，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，所述第二控制開關(guān)閉合，所述第六控制開關(guān)閉合或第八控制開關(guān)閉合或第六控制開關(guān)和第八控制開關(guān)同時閉合，其余控制開關(guān)均斷開，使所述第一等效電容和第二等效電容正極與電感負端相連，所述電感正端接地。
[0030]進一步的，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，所述第一控制開關(guān)閉合，所述第六控制開關(guān)閉合或第八控制開關(guān)閉合或者第六控制開關(guān)和第八控制開關(guān)同時閉合，其余控制開關(guān)均斷開，使所述第一等效電容和第二等效電容正極與電感負端相連，所述電感正端接電源。
[0031]進一步的，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，若所述第一等效電容為高電平，第二等效電容為低電平時，則所述第五控制開關(guān)和第八控制開關(guān)閉合，其余控制開關(guān)均斷開；若所述第一等效電容為低電平，第二等效電容為高電平時，則所述第六控制開關(guān)和第七控制開關(guān)閉合，其余控制開關(guān)均斷開。
[0032]進一步的，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，所述第二控制開關(guān)及第四控制開關(guān)閉合，其余控制開關(guān)均斷開，使所述電感正端和負端接地。
[0033]進一步的，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，所述第一控制開關(guān)及第三控制開關(guān)閉合，其余控制開關(guān)均斷開，使所述電感正端和負端接所述電源正端。
[0034]進一步的，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，所述第五控制開關(guān)和第六控制開關(guān)或者第七控制開關(guān)和第八控制開關(guān)閉合，其余控制開關(guān)均斷開，使所述電感正端和負端接所述第一等效電容或者第二等效電容的正端。
[0035]進一步的，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，所述第四控制開關(guān)閉合，所述第五控制開關(guān)閉合或第七控制開關(guān)閉合或第五控制開關(guān)和第七控制開關(guān)同時閉合，其余控制開關(guān)均斷開，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，所述電感的負端接地。
[0036]進一步的，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，所述第三控制開關(guān)閉合，所述第五控制開關(guān)閉合或第七控制開關(guān)閉合或第五控制開關(guān)和第七控制開關(guān)同時閉合，其余控制開關(guān)均斷開，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，所述電感的負端接電源的正端，所述電源的負端接地。
[0037]進一步的，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，若所述第一等效電容為低電平，第二等效電容為高電平時，則所述第六控制開關(guān)和第七控制開關(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，則所述第五控制開關(guān)和第八控制開關(guān)閉合，其余控制開關(guān)均斷開。
[0038]進一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述負載加強電路導(dǎo)通使多個等效電容加強至電源電壓時，所述第一控制開關(guān)閉合，所述第五控制開關(guān)閉合或第七控制開關(guān)閉合或第五控制開關(guān)和第七控制開關(guān)同時閉合，其余控制開關(guān)均斷開，或者使所述第三控制開關(guān)閉合，所述第六控制開關(guān)閉合或第八控制開關(guān)閉合或第六控制開關(guān)和第八控制開關(guān)同時閉合，其余控制開關(guān)均斷開。
[0039]進一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述負載加強電路導(dǎo)通使多個等效電容加強至地時，所述第二控制開關(guān)閉合，所述第五控制開關(guān)閉合或第七控制開關(guān)閉合或第五控制開關(guān)閉和第七控制開關(guān)同時閉合，其余控制開關(guān)均斷開，或者使所述第四控制開關(guān)閉合，所述第六控制開關(guān)閉合或第八控制開關(guān)閉合或第六控制開關(guān)和第八控制開關(guān)同時閉合，其余控制開關(guān)均斷開。
[0040]進一步的，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，所述第二控制開關(guān)及第三控制開關(guān)閉合，其余控制開關(guān)均斷開。
[0041]進一步的，在所述的具有直流電源功能的數(shù)據(jù)發(fā)送器中，所述能量補充電路導(dǎo)通時，所述第一控制開關(guān)及第四控制開關(guān)閉合，其余控制開關(guān)均斷開。
[0042]進一步的，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，所述第二控制開關(guān)及第九控制開關(guān)閉合，其余控制開關(guān)均斷開。
[0043]進一步的，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，所述第一控制開關(guān)及第九控制開關(guān)閉合，其余控制開關(guān)均斷開。
[0044]進一步的，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，所述第五控制開關(guān)及第九控制開關(guān)閉合，或者，所述第七控制開關(guān)及第九控制開關(guān)閉合，其余控制開關(guān)均斷開。