CN101980435A - 获取稳定低压的直流/直流变换器以及电话机供电电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种获取稳定低压的直流/直流变换器和基于该种直流/直流变换器的话机供电电路，直流/直流变换器包括：功率级电路，用以接收外部电路输入动态电压；储能电路，用以采用储能元件将功率级电路输出的电能，并向负载输出电能；以及反馈控制电路，用以接收输出端电压并反馈至储能电路的输入端，进而控制储能电路输入的通断，进而控制储能电路的输出电压。采用本发明的技术方案，采用储能电感储存能量，限位输出，并通过反馈电路可以从较宽的输出电压中，获取到较稳定的低压，从而减少功耗，减少对电话摘机和/或挂机时，对话机的影响。

Description

获取稳定低压的直流/直流变换器以及电话机供电电路
技术领域
本发明涉及一种直流/直流变换器，具体涉及一种可以获取到稳定低压的直流/直流变换器以及基于该种直流/直流变换器的电压输出电路。
背景技术
电压调节器，例如直流-直流电压转换器，用以给不同类型电子设备提供稳定的电压源。对于一些低功率的设备(例如便携式电脑、便携式手机等)的电池管理尤其需要高效率的直流-直流转换器。开关型电压调节器将输入电压转换成一高频电压信号，然后对该高频输入电压信号进行滤波处理以产生一直流输出电压。开关调节器通常包括一个开关，将一输入直流电压源(如电池)交替地耦合和解耦到负载(如集成电路)上；一个输出滤波装置，通常包括一个电感和一个电容，其连接在输入电压源和负载之间，用以对开关的输出进行滤波处理，进而提供一直流输出电压；一个控制装置(例如脉冲宽度调节器(PWM)、频率脉冲调节器等)用以控制开关以获得一相对恒定的直流输出电压。
在一些应用中(如射频传输、便携式计算设备等)，射频或者数字芯片需要的瞬时功率太大，以致于电压调节器的输入源不足以提供其要求的功率。例如，用在普通固定话机上时，摘机会得到6V电压，而挂机则产生50V电压，因此其静态电流较大，会影响到正常话机使用的状态。因此，电压调节器的输出电压下降，影响了关联的射频或者数字芯片的性能，可能造成系统运行不良。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种直流/直流变换器，以解决现有技术话机摘机时，会因输出功率过大，影响用户使用的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种获取较低静态电流的电话机供电电路，用以为电话机在较宽的电压供电范围内提供较低的电流输出，包括：一开关切换电路，用以实现外部输入电压在低功耗输出电路和高功耗输出电路之间切换，该电路输入端连接至电话线，一个输出端分别连接高功耗的输出电路，另一输出端则连接低功耗输出电路；所述低功耗输出电路进一步包括一模拟电感滤波电路，该滤波电路进一步连接一直流/直流变换器，用以向负载电话机提供稳定的输出电压；所述直流/直流变换器进一步包括：功率级电路，用以接收外部电路输入动态电压；储能电路，用以采用储能元件将功率级电路输出的电能，并向负载输出电能，其进一步包括储能电路包括一储能电感和一电容元件，所述储能电感接收功率级电路输出并储存电能，并且持续输出稳定电压，储能电感一端连接功率级电路的输出，另一端电性连接所述电容元件的一端，所述电容元件另一端接地；以及一反馈控制电路，用以接收输出端电压并反馈至储能电路的输入端，进而控制储能电路输入的通断，进而控制储能电路的输出电压。
依照本发明较佳实施例所述的获取较低静态电流的电话机供电电路，所述反馈电路包括分压电阻以及若干功率开关管，所述分压电阻接收负载输出，并产生一电压至所述功率开关管，进而控制所述储能电路的输入通/断。
依照本发明较佳实施例所述的获取较低静态电流的电话机供电电路，所述功率级电路还包括电容滤波电路。
依照本发明较佳实施例所述的获取较低静态电流的电话机供电电路，所述功率级电路还包括一稳压二极管，用以保证储能电路获得的电压维持稳定。
本发明另提供一种获取稳定低压的直流/直流变换器，包括：功率级电路，用以接收外部电路输入动态电压；储能电路，用以采用储能元件将功率级电路输出的电能，并向负载输出电能；以及反馈控制电路，用以接收输出端电压并反馈至储能电路的输入端，进而控制储能电路输入的通断，进而控制储能电路的输出电压。
依照本发明较佳实施例所述的直流/直流变换器，所述储能电路包括一储能电感和一电容元件，所述储能电感接收功率级电路输出并储存电能，并且持续输出稳定电压。
依照本发明较佳实施例所述的直流/直流变换器，所述储能电感一端连接功率级电路的输出，另一端电性连接所述电容元件的一端，所述电容元件另一端接地。
依照本发明较佳实施例所述的直流/直流变换器，所述反馈电路包括分压电阻以及若干一晶体管以及一功率开关管，所述分压电阻接收负载输出，并产生一电压至所述晶体管，进而控制所述储能电路的输入通/断。
依照本发明较佳实施例所述的直流/直流变换器，所述功率级电路还包括电容滤波电路。
依照本发明较佳实施例所述的直流/直流变换器，所述功率级电路还包括一稳压二极管，用以保证储能电路获得的电压维持稳定。
采用本发明的技术方案，采用储能电感储存能量，限位输出，并通过反馈电路可以从较宽的输出电压中，获取到较稳定的低压，从而减少功耗，减少对电话摘机和/或挂机时，对话机的影响。
附图说明
图1为本发明的直流/直流变换器的电路原理框图；
图2为图1中原理框图的实现电路图；
图3为本发明的电压输出电路的原理图；
图4为图3的中开关切换电路的电路实现图；
图5为图3中模拟电感滤波电路的电路实现图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。
请参考图1，图1为本发明的直流/直流的原理框图，由图可见，包括一种获取稳定低压的直流/直流变换器，包括：功率级电路，用以接收外部电路输入动态电压；储能电路，用以采用储能元件将功率级电路输出的电能，并向负载输出电能；以及反馈控制电路，用以接收输出端电压并反馈至储能电路的输入端，进而控制储能电路输入的通断，进而控制储能电路的输出电压。
请参考图2，为图1的电路实现原理图，可见本发明的直流/直流变换器储能电路包括一储能电感L1和一电容元件C37，储能电感L1接收功率级电路输出并储存电能，并且持续输出稳定电压；储能电感L1一端连接功率级电路的输出，另一端电性连接所述电容元件C37的一端，电容元件C37另一端接地。
功率级电路包括一加速电容C18，该加速电容C18进一步并联一电阻R34，对输入的电压进行滤波，并且控制充放电的速度，还包括一稳压二极管D7，该稳压二极管D7可以保护后续电路在振铃上线时获取的高达百伏电压时，获得稳定的电压。
反馈电路包括分压电阻R37以及晶体管Q12和晶体管Q10和功率开关管Q11，分压电阻R37接收负载输出，经电阻R80降压后连接在晶体管Q12的栅极，晶体管Q12源极连接在晶体管Q10的栅极与加速电容C18和电阻R34的非输入端的公共节点，晶体管Q12的漏极接地。晶体管Q10的源极通过一电阻R36连接在功率开关管Q11的栅极，其漏极通过电阻R66接地。
功率开关管Q11的源极电性连接在加速电容C18和电阻R34的另一公共节点，漏极通过稳压管D2接地，稳压管D2和功率开关管Q11的公共节点和晶体管Q12源极间跨接了电容C36。
以下，说明直流/直流变换器的工作过程，开始后，外部电路向功率级电路提供宽幅度电压，功率开关管Q11处于开通状态，储能电感L1不断储存电能，并周期性向负载提供电压。随着储能越来越多，电压不断增长，超过设定值时(例如5V)，此时反馈控制电路的晶体管Q12导通，晶体管Q10的栅极接地，进而关断，进一步控制功率开关管Q11关断，从而停止向储能电感L1供应电能。
储能电感L1持续放电，分压电阻R37分得电压不断减少，进而晶体管Q12关断，进一步功率开关管Q11导通，恢复储能状态。
请参考图3，本发明另提供一种给电话机提供较低静态电流的供电电路，目的是在较宽范围的供电电压情况下，给电话机输出较为稳定的待机电流，即静态电流，包括：一开关切换电路，用以实现外部输入电压在低功耗输出电路和高功耗输出电路之间切换；所述低功耗输出电路进一步包括一模拟电感滤波电路，该滤波电路进一步连接一直流/直流变换器，用以向负载提供稳定的输出电压；所述直流/直流变换器进一步包括：功率级电路，用以接收外部电路输入动态电压；储能电路，用以采用储能元件将功率级电路输出的电能，并向负载输出电能；以及一反馈控制电路，用以接收输出端电压并反馈至储能电路的输入端，进而控制储能电路输入的通断，进而控制储能电路的输出电压。
其中，开关切换电路的原理如图4所示，当输入的电压高于晶体管Q16的导通电压时，开关切换电路通高功耗输出电路，当输入电压低于晶体管Q16的导通电压时，低功耗输出电路工作，
图5为模拟电感滤波电路的电路实现图，其工作原理为一多个电阻组合电容C9来滤除开关中的交流干扰，电容C9将杂质波的电能储存，并且周期性释放，从而达到滤波的效果，其原理为所属领域的公知技术，不多加赘述。
以下，说明本发明在话机中的具体应用，电话机都是通过固定电话线给电路供电，电话机的固定供电电压为挂机状态50多V，摘机长音时6V多，电流30毫安，短路电流35毫安左右，挂机振铃时50多V，当其他电路从电话线取电时，会造成较大的静态电流，使得电话线的电压产生较大的变化，而误判电话处于通话过程。
为此，在电话线供电前，并联本发明中的供电电路，可以获得较稳定的输出电压，而不会因为其他电路占用电话线，而造成电路误判，外部电话不能拨通固定电话的问题。
本发明的电压输出电路和直流/直流变换器可以应用在普通话机上，当摘机或者挂机时无论电压输入范围多宽，在范围6V-50V，都可以获1mA-60mA的小电流输出和1.8V或3.3V的低电压，其输出效率可达70％左右，并且成本较低、而避免因摘机挂机造成的电话线一直误判为占线的情况。
本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种获取较低静态电流的电话机供电电路，用以为电话机在较宽的电压供电范围内提供较低的电流输出，其特征在于，包括：
一开关切换电路，用以实现外部输入电压在低功耗输出电路和高功耗输出电路之间切换，该电路输入端连接至电话线，一个输出端分别连接高功耗的输出电路，另一输出端则连接低功耗输出电路；
所述低功耗输出电路进一步包括一模拟电感滤波电路，该滤波电路进一步连接一直流/直流变换器，用以向负载电话机提供稳定的输出电压；
所述直流/直流变换器进一步包括：
功率级电路，用以接收外部电路输入动态电压，；
储能电路，用以采用储能元件将功率级电路输出的电能，并向负载输出电能，其进一步包括储能电路包括一储能电感和一电容元件，所述储能电感接收功率级电路输出并储存电能，并且持续输出稳定电压，储能电感一端连接功率级电路的输出，另一端电性连接所述电容元件的一端，所述电容元件另一端接地；以及
一反馈控制电路，用以接收输出端电压并反馈至储能电路的输入端，进而控制储能电路输入的通断，进而控制储能电路的输出电压。
2.如权利要求1所述的获取较低静态电流的电话机供电电路，其特征在于，所述反馈电路包括分压电阻以及一晶体管以及一功率开关管，所述分压电阻接收负载输出，并产生一电压至所述晶体管，进而控制所述储能电路的输入通/断。
3.如权利要求1所述的获取较低静态电流的电话机供电电路，其特征在于，所述功率级电路还包括电容滤波电路。
4.如权利要求1所述的获取较低静态电流的电话机供电电路，其特征在于，所述功率级电路还包括一稳压二极管，用以保证储能电路获得的电压维持稳定。
5.一种获取稳定低压的直流/直流变换器，其特征在于，包括：
功率级电路，用以接收外部电路输入动态电压，；
储能电路，用以采用储能元件将功率级电路输出的电能，并向负载输出电能；以及
反馈控制电路，用以接收输出端电压并反馈至储能电路的输入端，进而控制储能电路输入的通断，进而控制储能电路的输出电压。
6.如权利要求5所述的直流/直流变换器，其特征在于，所述储能电路包括一储能电感和一电容元件，所述储能电感接收功率级电路输出并储存电能，并且持续输出稳定电压。
7.如权利要求5所述的直流/直流变换器，其特征在于，所述储能电感一端连接功率级电路的输出，另一端电性连接所述电容元件的一端，所述电容元件另一端接地。
8.如权利要求5所述的直流/直流变换器，其特征在于，所述反馈电路包括分压电阻以及若干一晶体管以及一功率开关管，所述分压电阻接收负载输出，并产生一电压至所述晶体管，进而控制所述储能电路的输入通/断。
9.如权利要求5所述的直流/直流变换器，其特征在于，所述功率级电路还包括电容滤波电路。
10.如权利要求5所述的直流/直流变换器，其特征在于，所述功率级电路还包括一稳压二极管，用以保证储能电路获得的电压维持稳定。
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