CN106033949B - 快速数据发送器及数据发送方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种快速数据发送器及数据发送方法，使用电感对负载电容进行驱动的方式进行数据传输，通过维持电感中的大电流，再通过控制电路切换控制开关来切换电流方向，用电感中的大电流对负载电容进行充放电，达到高速无损驱动负载电容，快速发送数据的目的。

Description

快速数据发送器及数据发送方法

技术领域

本发明涉及数据发送领域，尤其涉及一种快速数据发送器及数据发送方法。

背景技术

随着节能需求的不断提高，对电容负载的无损驱动不断地发展。作为数据发送器，很多场合驱动的都是电容负载，为了无损驱动电容负载，一般都采用LC振荡的方式来实现。

现有技术中通常是利用LC(电感-负载电容)一次振荡把负载电容驱动到高电平并维持在低阻高电平状态，然后再LC一次振荡把负载电容上的能量全部回收并维持在低阻低电平状态。该种做法虽然解决了常规方法低效的问题，但还存在驱动速率较慢、效率较低及电感较大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速数据发送器及数据发送方法，能够解决无损数据发送器的速度慢的问题。

为了实现上述目的，本发明提出了一种快速数据发送器，包括：

电感充电电路，包括电源和电感，所述电感正端与所述电源正极相连，所述电感负端接地；

维持电路，将所述电感正端和负端接同一电压；

负载电容充电电路，包括所述电感及负载电容，所述负载电容正极与电感负端相连，并发送输出信号，所述负载电容负端接地；

负载电容放电电路，所述负载电容负端接地，正端与所述电感正端相连；

多个控制开关，所述控制开关分别连接在所述电感充电电路、维持电路、负载电容充电电路及负载电容放电电路中；

控制电路，与所述多个控制开关相连，控制所述多个控制开关的闭合和断开，以使所述电感充电电路、维持电路、负载电容充电电路和负载电容放电电路导通和断开。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述控制电路包括电流检测器、电压检测器及时序产生器，时序产生器输入端接待发送信号及使能信号，并产生控制信号分别控制所述控制开关，所述电流检测器与所述电感相连，用于检测所述电感的电流并将电流信号反馈至所述时序产生器，所述电压检测器与所述负载电容相连，用于检测所述负载电容的电压并将电压信号反馈至所述时序产生器。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，还包括：负载加强电路，将所述负载电容正端维持在所述电源电压或地。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，还包括：电能回收电路，将所述电感正端和电源负端接地，所述电感负端与所述电源正端相连。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，还包括：能量补充电路，将所述电感正端和电源正端相连，电感负端接地，所述负载电容正端接所述电源正端或地，所述负载电容负端接地。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述控制开关为6个，分别为第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关、第五控制开关及第六控制开关，所述第一控制开关第一端及第三控制开关第一端连接所述电源正端，所述第一控制开关第二端连接第二控制开关第一端、第五控制开关第一端和电感正端，所述第二控制开关第二端接地，所述第三控制开关第二端接第四控制开关第一端、电感负端和第六控制开关第二端，所述第四控制开关第二端接地，所述第五控制开关第二端接第六控制开关第一端和负载电容正端，所述负载电容负端接地。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述负载电容充电电路导通时，所述第二控制开关及第六控制开关闭合，所述第一控制开关、第三控制开关、第四控制开关及第五控制开关断开，使所述负载电容正极与电感负端相连，所述电感正端接地，所述负载电容负端接地。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述负载电容充电电路导通时，所述第一控制开关及第六控制开关闭合，所述第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关及第五控制开关断开，使所述负载电容正极与电感负端相连，所述电感正端接所述电源正端，所述负载电容负端接地。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述维持电路导通时，所述第二控制开关及第四控制开关闭合，所述第一控制开关、第三控制开关、第五控制开关及第六控制开关断开，使所述电感正端和负端接地。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述维持电路导通时，所述第一控制开关及第三控制开关闭合，所述第二控制开关、第四控制开关、第五控制开关及第六控制开关断开，使所述电感正端和负端接所述电源正端。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述维持电路导通时，所述第五控制开关及第六控制开关闭合，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关及第四控制开关断开，使所述电感正端和负端接所述负载电容正端。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述负载电容放电电路导通时，所述第四控制开关及第五控制开关闭合，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关及第六控制开关断开，使所述电感正端接所述负载电容正端，所述电感和负载电容的负端均接地。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述负载电容放电电路导通时，所述第三控制开关及第五控制开关闭合，所述第一控制开关、第二控制开关、第四控制开关及第六控制开关断开，使所述电感正端接所述负载电容正端，所述电感的负端接电源的正端，所述电源和负载电容的负端均接地。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述负载加强电路导通使所述负载电容加强至电源电压时，所述第一控制开关及第五控制开关闭合，所述第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关及第六控制开关断开，或者使所述第三控制开关、第六控制开关闭合，所述第一控制开关、第二控制开关、第四控制开关及第五控制开关断开。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述负载加强电路导通使所述负载电容加强至地时，所述第二控制开关及第五控制开关闭合，所述第一控制开关、第三控制开关、第四控制开关及第六控制开关断开，或者使所述第四控制开关及第六控制开关闭合，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关及第五控制开关断开。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述电能回收电路导通时，所述第二控制开关及第三控制开关闭合，所述第一控制开关、第四控制开关、第五控制开关及第六控制开关断开。

进一步的，在所述的快速数据发送器中，所述能量补充电路导通时，所述第一控制开关、第四控制开关闭合及第五控制开关闭合，所述第二控制开关、第三控制开关及第六控制开关断开，或者，所述第一控制开关、第四控制开关闭合及第六控制开关闭合，所述第二控制开关、第三控制开关及第五控制开关断开。

本发明还提出了一种快速数据发送器的数据发送方法，采用如上文所述的快速数据发送器进行数据发送，包括步骤：

步骤S1：当使能信号由低电平跳变为高电平时，控制电路控制控制开关使电感充电电路导通，对电感进行充电，直至所述电感电流达到预设电流值；

步骤S2：当步骤S1结束时，所述控制电路控制所述控制开关使维持电路导通，对所述电感电流进行保持；

步骤S3：当待发送信号由低电平跳变为高电平时，所述控制电路控制所述控制开关使负载电容充电电路导通，由所述电感对负载电容进行无损高速充电，直至所述负载电容电压达到预定电压，输出信号；

步骤S4：当步骤S3结束时，所述控制电路控制所述控制开关使所述维持电路导通，对所述电感电流进行保持；

步骤S5：当所述待发送信号由高电平跳变为低电平时，所述控制电路控制所述控制开关使负载电容放电电路导通，使所述负载电容进行无损高速放电，直至所述负载电容电压为0电平；

步骤S6：当步骤S5结束时，所述控制电路控制所述控制开关使所述维持电路导通，对所述电感电流进行保持。

进一步的，在所述的快速数据发送器的数据发送方法中，所述快速数据发送器包括负载加强电路；在步骤S4中，对所述电感电流进行保持的同时，所述负载加强电路导通，使所述负载电容正端加强至所述电源电压。

进一步的，在所述的快速数据发送器的数据发送方法中，所述快速数据发送器包括负载加强电路；在步骤S6中，对所述电感电流进行保持的同时，所述负载加强电路导通，使所述负载电容正端接地。

进一步的，在所述的快速数据发送器的数据发送方法中，所述快速数据发送器包括能量补充电路；在步骤S4中，使所述电感正端和负载电容正端接所述电源电压正端，所述电感负端和负载电容负端接地。

进一步的，在所述的快速数据发送器的数据发送方法中，所述快速数据发送器包括能量补充电路；在步骤S6中，使所述电感正端接所述电源电压正端，所述电感负端、负载电容正端和负端均接地。

进一步的，在所述的快速数据发送器的数据发送方法中，所述快速数据发送器包括电能回收电路；在步骤S6结束后，还包括步骤S7，将所述电能回收电路导通，使所述电感正端和电源负端接地，所述电感负端与所述电源正端相连，将所述电感中的电能回收至所述电源，直至所述电感中电流减小到零。

进一步的，在所述的快速数据发送器的数据发送方法中，在所述步骤S7结束后，还包括步骤S8，将所有控制开关断开，将所述快速数据发送器关断并高阻输出。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：使用电感对负载电容进行驱动的方式进行数据传输，通过维持电感中的大电流，再通过控制电路切换控制开关来切换电流方向，用电感中的大电流对负载电容进行充放电，达到高速无损驱动负载电容，快速发送数据的目的。

附图说明

图1为本发明第一实施例中快速数据发送器的电路结构示意图；

图2为本发明第一实施例中电感充电电路的电路结构示意图；

图3为本发明第一实施例中负载电容充电电路的电路结构示意图；

图4为本发明第一实施例中维持电路的电路结构示意图；

图5为本发明第一实施例中负载电容放电电路的电路结构示意图；

图6为本发明第一实施例中负载加强到电源电压的电路结构示意图；

图7为本发明第一实施例中负载加强到地的电路结构示意图；

图8为本发明第一实施例中电能回收电路的电路结构示意图；

图9为本发明第一实施例中数据发送一个周期的时序示意图；

图10为本发明第二实施例中负载电容充电电路的电路结构示意图；

图11为本发明第二实施例中维持电路的电路结构示意图；

图12为本发明第二实施例中负载电容放电电路的电路结构示意图；

图13为本发明第三实施例中维持电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的快速数据发送器及数据发送方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

请参考图1，在本实施例中，提出了一种快速数据发送器，包括：

电感充电电路，包括电源和电感L，所述电感L正端与所述电源正极相连，所述电感L负端接地，如图2所示；

维持电路，将所述电感L正端和负端接同一电压；

负载电容充电电路，包括所述电感L及负载电容C_L，所述负载电容C_L正极与所电感L负端相连，并发送输出信号Dout，例如逻辑高电平，所述负载电容C_L负端接地；

负载电容放电电路，所述负载电容C_L负端接地，正端通过所述电感L接地；

多个控制开关，所述控制开关分别连接在所述电感充电电路、维持电路、负载电容充电电路及负载电容放电电路中；

控制电路，与所述多个控制开关相连，控制所述多个控制开关的闭合和断开，以使所述电感充电电路、维持电路、负载电容充电电路和负载电容放电电路导通和断开。

所述控制电路包括电流检测器、电压检测器及时序产生器，时序产生器输入端接待发送信号Din及使能信号EN，并产生控制信号分别控制所述控制开关，所述电流检测器与所述电感L相连，用于检测所述电感L的电流I_L并将电流I_L信号反馈至所述时序产生器，所述电压检测器与所述负载电容C_L相连，用于检测所述负载电容C_L的电压并将电压信号反馈至所述时序产生器，通过切换控制开关，用于维持电感L电流值在预设范围内，控制电感L中的持续大电流快速、无损地对负载电容C_L充放电，达到快速无损地发送数据。

此外，快速数据发送器还包括负载加强电路、电能回收电路以及能量补充电路，所述负载加强电路用于将所述负载电容C_L正端维持在所述电源电压或地；所述电能回收电路用于将所述电感L正端和电源负端接地，所述电感L负端与所述电源正端相连；所述能量补充电路用于将所述电感L正端和电源正端相连，电感L负端接地，所述负载电容C_L正端接所述电源正端或地，所述负载电容C_L负端接地。

具体的，所述控制开关为6个，分别为第一控制开关SW1、第二控制开关SW2、第三控制开关SW3、第四控制开关SW4、第五控制开关SW5及第六控制开关SW6，所述第一控制开关SW1第一端及第三控制开关SW3第一端连接所述电源正端，所述第一控制开关SW1第二端连接第二控制开关SW2第一端、第五控制开关SW5第一端和电感L正端，所述第二控制开关SW2第二端接地，所述第三控制开关SW3第二端接第四控制开关SW4第一端、电感L负端和第六控制开关SW6第二端，所述第四控制开关SW4第二端接地，所述第五控制开关SW5第二端接第六控制开关SW6第一端和负载电容C_L正端，所述负载电容C_L负端接地。

所述负载电容充电电路导通时，所述第二控制开关SW2及第六控制开关SW6闭合，其余开关断开，使所述负载电容C_L正极与电感L负端相连，所述电感L正端接地，所述负载电容C_L负端接地，如图3所示；

所述维持电路导通时，所述第二控制开关SW2及第四控制开关SW4闭合，所述第一控制开关SW1、第三控制开关SW3、第五控制开关SW5及第六控制开关SW6断开，使所述电感L正端和负端接地，如图4所示；

所述负载电容放电电路导通时，所述第四控制开关SW4及第五控制开关SW5闭合，所述第一控制开关SW1、第二控制开关SW2、第三控制开关SW3及第六控制开关SW6断开，使所述负载电容C_L负端接地，正端通过所述电感L接地，如图5所示；

所述负载加强电路导通使所述负载电容C_L加强至电源电压时，所述第一控制开关SW1及第五控制开关SW5闭合，所述第二控制开关SW2、第三控制开关SW3、第四控制开关SW4及第六控制开关SW6断开，或者使所述第三控制开关SW3、第六控制开关SW6闭合，所述第一控制开关SW1、第二控制开关SW2、第四控制开关SW4及第五控制开关SW5断开，如图6所示；

所述负载加强电路导通使所述负载电容C_L加强至地时，所述第二控制开关SW2及第五控制开关SW5闭合，所述第一控制开关SW1、第三控制开关SW3、第四控制开关SW4及第六控制开关SW6断开，或者使所述第四控制开关SW4及第六控制开关SW6闭合，所述第一控制开关SW1、第二控制开关SW2、第三控制开关SW3及第五控制开关SW5断开，如图7所示；

所述电能回收电路导通时，所述第二控制开关SW2及第三控制开关SW3闭合，所述第一控制开关SW1、第四控制开关SW4、第五控制开关SW5及第六控制开关SW6断开，如图8所示。

所述能量补充电路导通时，所述第一控制开关SW1、第四控制开关SW4闭合及第五控制开关SW5闭合，所述第二控制开关SW2、第三控制开关SW3及第六控制开关SW6断开，或者，所述第一控制开关SW1、第四控制开关SW4闭合及第六控制开关SW6闭合，所述第二控制开关SW2、第三控制开关SW3及第五控制开关SW5断开。

在本发明的另一方面还提出了一种快速数据发送器的数据发送方法，采用如上文所述的快速数据发送器进行数据发送，包括步骤：

步骤S1：当使能信号由低电平跳变为高电平时，控制电路控制控制开关使电感充电电路导通，对电感L进行充电，直至电流检测单元检测到所述电感电流I_L达到预设电流值I₁；

步骤S2：当步骤S1结束时，所述控制电路控制所述控制开关使维持电路导通，对所述电感电流I_L进行保持；

步骤S3：当待发送信号由低电平跳变为高电平时，所述控制电路控制所述控制开关使负载电容充电电路导通，由所述电感L对负载电容C_L进行无损高速充电，直至所述负载电容C_L电压达到预定电压，输出信号Dout；

步骤S4：当步骤S3结束时，所述控制电路控制所述控制开关使所述维持电路导通，对所述电感电流I_L进行保持；

步骤S5：当所述待发送信号由高电平跳变为低电平时，所述控制电路控制所述控制开关使负载电容放电电路导通，使所述负载电容C_L进行无损高速放电，直至所述负载电容C_L电压为0电平；

步骤S6：当步骤S5结束时，当使能信号由高电平跳变为低电平时，所述控制电路控制所述控制开关使所述维持电路导通，对所述电感电流I_L进行保持。

在步骤S6结束后，还包括步骤S7，将所述电能回收电路导通，使所述电感L正端和电源负端接地，所述电感L负端与所述电源正端相连，将所述电感L中的电能回收至所述电源，直至所述电感L中电流I_L减小到零。

在所述步骤S7结束后，还包括步骤S8，将所有控制开关断开，将所述快速数据发送器关断并高阻输出。步骤S8阶段的终点是下一个使能信号EN的上升沿到来。

下面结合图9具体说明工作过程：在使能信号EN跳变到高电平之前，假设电感L中电流I_L的初始态为0，负载电容C_L上的电压为0，待发送信号Din为0，控制开关SW1～SW6都维持断开状态。整个快速数据发送器不工作，输出高组态。

以下以快速数据发送器启动，待发送信号Din从0->1->0，快速数据发送器关断，能量回收的过程来说明各阶段的工作情况。

T1阶段：T1阶段的起点是使能信号EN从0到1的跳变，T1阶段的终点是电感电流I_L被充到预设电流值I₁。T1阶段完成的功能是电感电流I_L初始值的建立。具体实现，时序产生器的输入信号使能信号EN从0变到1，同时输入信号Istate<1:0>＝00，时序产生器控制所述电感充电电路导通。Istate<1:0>在本实施例里采用的是两位，但是实际上包含但不仅限于两位。当电感L中的电流I_L到达预设电流值I₁时，电流检测器输出Istate<1:0>＝11；

T2阶段：T2阶段的起点是T1阶段的终点，T2阶段的终点是待发送信号Din从0到1的跳变沿。T2阶段完成的功能是电感电流I_L的保持。T1结束，时序产生器控制维持电路导通，电流I_L被保持在电感L中。T2阶段的开关控制时序除了如图9所示，还可以是：T1结束，时序产生器控制所述控制开关SW2、SW4、SW5及SW6闭合，其他开关都断开，电流I_L被保持在电感L中，同时负载电容C_L上极板(正端)被加强到地。

T3阶段：T3阶段的起点是T2阶段的终点，T3阶段的终点是负载电容C_L上极板电压被充高到电源电压VDD。T3阶段完成的功能是负载电容C_L的无损高速充电。T2结束，时序产生器控制负载电容充电电路导通，电感电流I_L对负载电容C_L充电，当电压检测器检测到负载电容C_L上极板被充电到VDD电压时，发信号给时序产生器，作为T3阶段的结束标志。

T4阶段：T4阶段的起点是T3阶段的终点，T4阶段的终点是待发送信号Din从高电平到低电平的跳变沿。T4阶段完成的功能是，电感电流I_L的保持以及输出信号Dout的高电平加强。时序产生器控制维持电路和负载加强电路导通，使电流I_L被保持在电感L中，同时电容负载C_L维持输出VDD电压值。

T5阶段：T5阶段的起点是T4阶段的终点，T5阶段的终点是负载电容C_L上极板放电到0电压。T5阶段完成的功能是负载电容C_L无损高速放电。时序产生器控制负载电容放电电路导通导通，负载电容C_L经电感电流放电，当电压检测器检测到电容负载的上极板被放电到0电平时，发信号给时序产生器，作为T5阶段的结束标志。

T6阶段：T6阶段的起点是T5阶段的终点，T6阶段的终点是使能信号EN从高电平到低电平的跳变沿。T6阶段完成的功能是，电感电流I_L的保持以及输出信号Dout的低电平加强。时序产生器控制维持电路和负载加强电路导通，电流I_L被保持在电感L中，同时电容负载维持输出0电压值。

T7阶段：T7阶段的起点是T6阶段的终点，T7阶段的终点是电感L中电流I_L变为0。T7阶段完成的功能是回收电感L中电流I_L的能量到电源。时序产生器控制维电能回收电路导通，电感电流I_L在反向电压的作用下，逐渐减小到零，电流检测器输出Istate<1:0>＝00，作为T7阶段结束的标志。

T8阶段：T8阶段的起点是T7阶段的终点，T8阶段的终点是下一个使能信号EN的上升沿。T8阶段完成的功能是发送器完全关断及高阻输出。实现方式，所有控制开关断开。

此外，在整个过程中，由于寄生电阻的存在，电感L中的电流I_L一直处于消耗状态，因此，需要进行补充能量。T4阶段是电流I_L保持及高电平加强，T6阶段是电流I_L保持及低电平加强。在能量补充阶段，可以在T4阶段把电路配置成能量补充电流及高电平加强，T6阶段可以配置成能量补充电流及低电平加强。具体做法：在T4阶段时，控制开关SW1、SW4、SW5导通，其他都关断，使能量补充电路导通，所述电感L正端和负载电容C_L正端接所述电源电压正端，所述电感L负端和负载电容C_L负端接地；在T6阶段时，控制开关SW1、SW4、SW6导通，其他都关断，使所述电感L正端接所述电源电压正端，所述电感L负端、负载电容C_L正端和负端均接地。

每次进入T4阶段及T6阶段之前，观察电流检测器输出，当电流I_L低至某一预设值I₂时，电流检测器输出Istate<1:0>＝10，进入能量补充阶段，T4阶段及T6阶段被配成能量补充电流及加强，直到电感电流I_L大于某一较高预设电流值I₁后，T4阶段及T6阶段被配置成电流保持及加强。

本实施例说明了快速、无损发送一个0及发送一个1的过程，也可以拓展到发送任意N个0及M个1的情况，其中N和M为任意大于0的自然数。

实施例二

在本实施例中，具体的快速数据发送器电路结构与实施例一相同，不同的是，负载电容C_L充电电路、维持电路的电路及负载电容放电电路的电路与实施一之间存在不同。

请参考图10，在本实施例中，所述负载电容C_L充电电路导通时，所述第一控制开关SW1及第六控制开关SW6闭合，所述第二控制开关SW2、第三控制开关SW3、第四控制开关SW4及第五控制开关SW5断开，使所述负载电容C_L正极与电感L负端相连，所述电感L正端接所述电源正端，所述负载电容C_L负端接地。

请参考图11，在本实施例中，所述维持电路导通时，所述第一控制开关SW1及第三控制开关SW3闭合，所述第二控制开关SW2、第四控制开关SW4、第五控制开关SW5及第六控制开关SW6断开，使所述电感L正端和负端接所述电源正端。

请参考图12，在本实施例中，所述负载电容放电电路导通时，所述第三控制开关SW3及第五控制开关SW5闭合，所述第一控制开关SW1、第二控制开关SW2、第四控制开关SW4及第六控制开关SW6断开，使所述电感L正端接所述负载电容C_L正端，所述电感L的负端接电源的正端，所述电源和负载电容C_L的负端均接地。

其余结构以及工作方式均与实施例一相同，实施例一和实施例二也可以相互配合使用，具体结构以及工作方式等请参考实施例一，在此不作赘述。

实施例三

在本实施例中，具体的快速数据发送器电路结构与实施例一相同，不同的是，维持电路的电路与实施一之间存在不同。

请参考图13，在本实施例中，所述维持电路导通时，所述第五控制开关SW5及第六控制开关SW6闭合，所述第一控制开关、第二控制开关SW2、第三控制开关SW3及第四控制开关SW4断开，使所述电感L正端和负端接所述负载电容C_L正端。

其余结构以及工作方式均与实施例一相同，实施例一、实施例二以及实施例三也可以相互配合使用，具体结构以及工作方式等请参考实施例一，在此不作赘述。

综上，在本发明实施例提供的快速数据发送器及数据发送方法中，使用电感对负载电容进行驱动的方式进行数据传输，通过维持电感中的大电流，再通过控制电路切换控制开关来切换电流方向，用电感中的大电流对负载电容进行充放电，达到高速无损驱动负载电容，快速发送数据的目的。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种快速数据发送器，其特征在于，包括：

电感充电电路，包括电源和电感，所述电感第一端与所述电源正极相连，所述电感第二端接地；

维持电路，将所述电感第一端和第二端接同一电压；

负载电容充电电路，包括所述电感及负载电容，所述负载电容正极与电感第二端相连，所述负载电容负端接地；

负载电容放电电路，所述负载电容负端接地，正端与所述电感第一端相连；

多个控制开关，所述控制开关分别连接在所述电感充电电路、维持电路、负载电容充电电路及负载电容放电电路中；

控制电路，与所述多个控制开关相连，控制所述多个控制开关的闭合和断开，以使所述电感充电电路、维持电路、负载电容充电电路和负载电容放电电路导通和断开；

所述控制开关为6个，分别为第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关、第五控制开关及第六控制开关，所述第一控制开关第一端及第三控制开关第一端连接所述电源正端，所述第一控制开关第二端连接第二控制开关第一端、第五控制开关第一端和电感第一端，所述第二控制开关第二端接地，所述第三控制开关第二端接第四控制开关第一端、电感第二端和第六控制开关第二端，所述第四控制开关第二端接地，所述第五控制开关第二端接第六控制开关第一端和负载电容正端，所述负载电容负端接地；

所述电感充电电路导通时，所述第一控制开关及第四控制开关闭合，所述第二控制开关、第三控制开关、第五控制开关及第六控制开关断开，使所述电感第一端与所述电源正极相连，所述电感第二端接地；

所述负载电容充电电路导通时，所述第二控制开关及第六控制开关闭合，所述第一控制开关、第三控制开关、第四控制开关及第五控制开关断开，使所述负载电容正极与电感第二端相连，所述电感第一端接地，所述负载电容负端接地；

所述维持电路导通时，所述第二控制开关及第四控制开关闭合，所述第一控制开关、第三控制开关、第五控制开关及第六控制开关断开，使所述电感第一端和第二端接地；

所述负载电容放电电路导通时，所述第四控制开关及第五控制开关闭合，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关及第六控制开关断开，使所述电感第一端接所述负载电容正端，所述电感第二端和所述负载电容负端均接地。

2.如权利要求1所述的快速数据发送器，其特征在于，所述控制电路包括电流检测器、电压检测器及时序产生器，时序产生器输入端接待发送信号及使能信号，并产生控制信号分别控制所述控制开关，所述电流检测器与所述电感相连，用于检测所述电感的电流并将电流信号反馈至所述时序产生器，所述电压检测器与所述负载电容相连，用于检测所述负载电容的电压并将电压信号反馈至所述时序产生器。

3.如权利要求2所述的快速数据发送器，其特征在于，还包括：负载加强电路，将所述负载电容正端维持在所述电源电压或地。

4.如权利要求3所述的快速数据发送器，其特征在于，还包括：电能回收电路，将所述电感第一端和电源负端接地，所述电感第二端与所述电源正端相连。

5.如权利要求4所述的快速数据发送器，其特征在于，还包括：能量补充电路，将所述电感第一端和电源正端相连，电感第二端接地，所述负载电容正端接所述电源正端或地，所述负载电容负端接地。

6.如权利要求5所述的快速数据发送器，其特征在于，所述负载电容充电电路导通时，所述第一控制开关及第六控制开关闭合，所述第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关及第五控制开关断开，使所述负载电容正极与电感第二端相连，所述电感第一端接所述电源正端，所述负载电容负端接地。

7.如权利要求5所述的快速数据发送器，其特征在于，所述维持电路导通时，所述第一控制开关及第三控制开关闭合，所述第二控制开关、第四控制开关、第五控制开关及第六控制开关断开，使所述电感第一端和第二端接所述电源正端。

8.如权利要求5所述的快速数据发送器，其特征在于，所述维持电路导通时，所述第五控制开关及第六控制开关闭合，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关及第四控制开关断开，使所述电感第一端和第二端接所述负载电容正端。

9.如权利要求5所述的快速数据发送器，其特征在于，所述负载电容放电电路导通时，所述第三控制开关及第五控制开关闭合，所述第一控制开关、第二控制开关、第四控制开关及第六控制开关断开，使所述电感第一端接所述负载电容正端，所述电感第二端接电源的正端，所述电源和负载电容的负端均接地。

10.如权利要求5所述的快速数据发送器，其特征在于，所述负载加强电路导通使所述负载电容加强至电源电压时，所述第一控制开关及第五控制开关闭合，所述第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关及第六控制开关断开，或者使所述第三控制开关、第六控制开关闭合，所述第一控制开关、第二控制开关、第四控制开关及第五控制开关断开。

11.如权利要求5所述的快速数据发送器，其特征在于，所述负载加强电路导通使所述负载电容加强至地时，所述第二控制开关及第五控制开关闭合，所述第一控制开关、第三控制开关、第四控制开关及第六控制开关断开，或者使所述第四控制开关及第六控制开关闭合，所述第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关及第五控制开关断开。

12.如权利要求5所述的快速数据发送器，其特征在于，所述电能回收电路导通时，所述第二控制开关及第三控制开关闭合，所述第一控制开关、第四控制开关、第五控制开关及第六控制开关断开。

13.如权利要求5所述的快速数据发送器，其特征在于，所述能量补充电路导通时，所述第一控制开关、第四控制开关闭合及第五控制开关闭合，所述第二控制开关、第三控制开关及第六控制开关断开，或者，所述第一控制开关、第四控制开关闭合及第六控制开关闭合，所述第二控制开关、第三控制开关及第五控制开关断开。

14.一种快速数据发送器的数据发送方法，采用如权利要求1至权利要求13中任一项所述的快速数据发送器进行数据发送，其特征在于，包括步骤：

步骤S1：当使能信号由低电平跳变为高电平时，控制电路控制控制开关使电感充电电路导通，对电感进行充电，直至所述电感电流达到预设电流值；

步骤S2：当步骤S1结束时，所述控制电路控制所述控制开关使维持电路导通，对所述电感电流进行保持；

步骤S3：当待发送信号由低电平跳变为高电平时，所述控制电路控制所述控制开关使负载电容充电电路导通，由所述电感对负载电容进行无损高速充电，直至所述负载电容电压达到预定电压，输出信号；

步骤S4：当步骤S3结束时，所述控制电路控制所述控制开关使所述维持电路导通，对所述电感电流进行保持；

步骤S5：当所述待发送信号由高电平跳变为低电平时，所述控制电路控制所述控制开关使负载电容放电电路导通，使所述负载电容进行无损高速放电，直至所述负载电容电压为0电平；

步骤S6：当步骤S5结束时，所述控制电路控制所述控制开关使所述维持电路导通，对所述电感电流进行保持。

15.如权利要求14所述的快速数据发送器的数据发送方法，其特征在于，所述快速数据发送器包括负载加强电路；在步骤S4中，对所述电感电流进行保持的同时，所述负载加强电路导通，使所述负载电容正端加强至所述电源电压。

16.如权利要求14所述的快速数据发送器的数据发送方法，其特征在于，所述快速数据发送器包括负载加强电路；在步骤S6中，对所述电感电流进行保持的同时，所述负载加强电路导通，使所述负载电容正端接地。

17.如权利要求14所述的快速数据发送器的数据发送方法，其特征在于，所述快速数据发送器包括能量补充电路；在步骤S4中，使所述电感第一端和负载电容正端接所述电源电压正端，所述电感第二端和负载电容负端接地。

18.如权利要求14所述的快速数据发送器的数据发送方法，其特征在于，所述快速数据发送器包括能量补充电路；在步骤S6中，使所述电感第一端接所述电源电压正端，所述电感第二端、负载电容正端和负端均接地。

19.如权利要求14所述的快速数据发送器的数据发送方法，其特征在于，所述快速数据发送器包括电能回收电路；在步骤S6结束后，还包括步骤S7，将所述电能回收电路导通，使所述电感第一端和电源负端接地，所述电感第二端与所述电源正端相连，将所述电感中的电能回收至所述电源，直至所述电感中电流减小到零。

20.如权利要求19所述的快速数据发送器的数据发送方法，其特征在于，在所述步骤S7结束后，还包括步骤S8，将所有控制开关断开，将所述快速数据发送器关断并高阻输出。