CN1051275A - 传真机的供电设备 - Google Patents

Abstract

传真机的供电设备(2)至少包括：一个电池(6)、 为该电池充电的充电装置(8)、和把电池(6)的直流电 转换成传真机(4)电源的转换装置(10)。

Description

本发明涉及一种传真机的供电设备。

传真机是众所周知的，它在现代的信息收发中用的越来越多。如果一台传真机的电源中断，它就无法收发信息，这在商务活动中是极其严重的情况。公司可能失去订单或无法发出订单。没有订单的公司可能会破产和延误生产期限。

本发明的一个目的就是排除或减少上面提到的问题。

因此，本发明提供一种能传真机的供电设备，该设备包括至少一个电池、对电池进行充电的充电装置、把直流电流从电池转换到传真机电源的转换装置。

这样，在电源有故障的情况下，本发明的设备可以提供一套备用的电源设备。充电装置通常是自动工作的，这样电池将始终保持有充足的电。

通常，充电装置是交流电源装置，这样当器件连接电网电源时，该装置就可给电池充电。对于那些有良好的供电网的国国家，这是相当可行的。对于那些没有良好的供电网的国家和对于那些交流电网可能中断一般固定的和/或一般延长的时间的国家，该充电装置可由太阳能发电机或风力发电机供电。

本发明的设备是这样的，它首先接收供电网所供的电，然后给传真机供电。这种设备不仅在供电网故障情况下可以当做供电的后备设备，而且可以为传真机提供其所需要的预定所需电能。这对于诸如第三世界这样的国家是十分重要的，这些国家电力供应不可靠且总是有波动。这种波动的电力网可能导致传真机出现异常，而本发明的器件上可用来避免这种异常。

本发明的器件可以包括保护电池不被过度充电的保护装置。采用保护装置可以确保传真机的电池始终具有所要求的质量。通过避免电池过度放电，可以防止产生这样的情况：由于电池过度放电送往传真机的电源不符合所要求的规格，但电池却还向传真机送电。

本发明的设备可以包括极性选择器装置，有些传真机的极性要求不同。极性选择器装置可以是一个手动的极性选择开关。

本发明的设备可以包括探测器和驱动装置，它检测何时向传真机发来信息并驱动传真机工作使它能够接收信息。从而当传真机在不接收信息时由处于准备状态并因此节省电力消耗。

在传真机的一般工作过程中，当它不接收信息时，是处于一个准备状态的，以备接收信息。在准备状态下，传真机要求一个恒定的电力。这个所要求的和所消耗的电能相当大，它可能以12瓦的数量级连续流逝。人们期望节省这种连续的电能消耗，从而避免传真机不工作的情况下过多地使用电池。同样，普遍地节省处于备用状态的传真机的电流消耗有助于减少总的电能消耗和减小传真机的运营成本。

探测器与驱动装置可以带有一个电容耦合器。

电容耦合器可以是一个机械固定配置，用以固定一根电缆，如一根通向电话接口的电缆。这个机械固定配置可以由至少两片极板构成，最好是用三片极板。如果需要可以用三个以上极板。极板通常由金属制成，但如果需要可以用其它材料制成。

这个机械固定配置也可以由一个管状物构成。目前的理想机械配置就是一个管状物。管状物通常由金属制成，但如果需要可以用其它材料。

这个管状物可以具有任何要求的和适当的长度与横截面。这样，该管状物可以有园形、方形或矩形的横截面。

这一机械固定配置还可以进一步换用一种颜丝和夹板的配置。螺丝与夹板配置可以由金属材料制成和/或非金属材料的部件制成。

本发明的另一方面，无论采用哪一种类型的探测器与驱动装置，传真机都可以接通一段预定的时间如5分钟、10分钟或15分钟。有时可能出现这种情况：在预定的时间结束时，传真机还需工作，这就产生了问题，因此用时间延迟方式使电气设备在一预定时间之后关断不是一种理想的工作方式。对于一个理想的工作方式，传真机应能按要求保传足够长的工作状态时间。

因而，在本发明的另一方面，传真机可以通过一响应装置根据要求保持足够长时间的工作状态，该响应装置可对传真机的电源要求做出响应。

响应装置可以参照转换装置电流要求的变化关闭电源。

为了防止传真机过早地关断，最好把转换装置与时间延迟缓冲装置联系起来。

本发明的设备可以包括定时器装置，用来使其与世界不同地区的不同时间区相联，并用来使传真机只在预定时间内工作，从而节省电能消耗，这种电能消耗产生于传真机在通常情况下不接收信息的时间里，如人们睡觉的夜间时间，传真机仍处于准备接收信息的状态所用的电。

如果需要本发明的设备可以用来为多台传真机提供电源。

本发明的设备可以是一个分立的与传真机连接的单元。然而如果需要，本发明的设备也可以装进传真机。

现在将仅以实例及附图对本发明的实施进行描述，其中

图1是为一台传真机供电的设备的电路方框图;

图2是图1所示的电路图的详细电路。

图3是该器件的后视图;

图4所示为呼唤驱动装置。

参照图1和2，其中示出一个为传真机4提供电源的设备2。设备2带有一个电池6及一个为电池6充电的充电装置8。设备2还包括转换装置10，它把电池6的直流电流转接到传真机4的电源上。

如图1所示，电池6跨接在一个未调的电网电源12上。

设备2还带有一个防止电池6过度充电的保护装置14。保护装置14可包括一个监视器，该监视器用来监视电池6的电气状态并在电池6放电超过一预定量的情况下关闭电池6的输出。这就保证了电池6始终为传真机4提供一个预定的具有所要求的规格的电力。正如将介绍的那样，如果电池4成为过度充电状态，它还能按传真机的要求反向影响提供的电流质量。

正如可从图1中看到的那样，设备2还带有极性选择器装置16。有一些传真机4要求不同的极性。极性选择器装置16通常只是一个手动开关。

设备2的充电装置是由电网运行的，这样当设备2与电网电源相连接时电网电源对电池6充电。设备2一般是这样进行工作的：供电网的电力首先被设备2接收，然后设备2为传真机4供电。这就保证了设备2不仅可作为供电网发生故障时用的备用电源，也可为传真机提供具有恒定和预定质量的电力。这样就避免了可能损害传真机4工作的电源波动。

现在将参照图2对设备2的工作情况进行详细的描述。为便于比较和理解。图1中的方框图所示的各种部件在图2中用虚线示意。

电池6最好是正常电压为12伏的，17安培小时的，完全封闭型铅钙电池。这一容量可以扩大以满足任何要求，而这一容量在供电网电源12完全切断后，作为传真机的后备电源可用约15个小时。

如上所述，为防止电池6过度放电要求有保护装置14。例如，如果电网电源12中断时间长达24小时，则通常情况下15小时后电池6就会耗尽。进一步放电会严重影响电池寿命，同时由于电池6一直下降，对传真机4提供的电力可能达不到所要求的规格。这就要用到保护装置14。

保护装置14使用一个电池监视电路。这个电池监视电路包括一个MC3425型的集成电路，它是一个监控集成电路并执行下述工作。

集成电路的正电源通过一个二极管D1和一个去耦电容C1加到管脚8上。集成电路负电源加到接地的管脚7。欠压的检测是由管脚4完成的。这是从分压器网络R₂，VR₂上提供的。电容C₃进一步进行去耦。

当管脚4上的电压低于2.5伏时，电容器C4开始由管脚5充电。当电压达到约4伏时，晶体管T1导通，管脚4的电压降至零。这就把管脚6的集成电路低电压输出锁在零状态，从而通过电阻R5接通电源低电压指示灯的发光二极管。同时，通过电阻R5、可变电阻VZ3和晶体管T3，关掉继电器R1，而在此之前由于管脚6处于正向高电位状态该继电器是接通的。跨接在继电器R1两端的二极管D2防止反向电动势损坏晶体管T3。

在电池6放电及电压变得过低之前，继电器R1及RV1和R/R1/2触点闭合。这使电源可经转换装置10为传真机供电。转换装置10可以按已知方式工作。这样当一个传真机4的使用人员把ON/OFF开关放在ON位置时，来自转换装置10的电源就可送到传真机4。当电池电压变得太低时，继电器R1断电，并使触点R1/1和R1/2开路，这两个触点从转换器10上撤掉电源并因此撤掉了传真机4上的电源。

现在将考虑当又可以用电网电源时的情形。电池6立即通过自动电池充电装置8开始充电。电压将开始升高。由于电池供电是在电压降到10伏时切断的，可接受的电压水平将是约11.5伏。只要电压升至可接受的水平，欠 压闭锁电路就会撤除，传真机4的电源就可通过继电器R1的触点而恢复。因此，可利用另一半监视过压的集成电路来使欠压闭锁电路复位。这是按下述步骤实现的;集成电路的管脚3接分压器R1和VR1，并假定管脚3电压大于2.5伏，管脚1为正。这就通过Vz1和R₂使晶体管T₂导通，而它继而通过电阻R₄使晶体管T₁截止。这样当电池电压为11.5伏时，集成电路管脚3上呈现略大于2.5伏的电压，这是通过VR₁设置的。闭锁电路将被关断且使R₁再次通电、关上触点R1/1和R1/2因此重新设置系统，并再次向转换装置10供电从而为传真机4供电。

转换装置10形式的传真机电源是由常规的开关式电源构成的。它在电网电压为220-240伏的交流电情况下，使电池的12伏额定电压提高至307伏的直流电压。307伏直流电压实际上是220伏均方根交流电源峰值，它十分适合220-240伏交流传真机。尽管对一个通常认为是交流电的设备提供相当高的直流电平看起来有些离奇，但这是可能的，因为传真机4本身带有另一个开关式电源，它在通常的实际情况下通过内部整流器迅速将交流输出改成直流。所以实际上无论从那一点看，传真机都是一台直流设备，其内部开关电源将电压降低到适当程度，以作为传真机内部电子器件的电源。

上面已提到过，由于有些传真机4对直流电源的极性敏感，所以要用极性选择器装置16。在正常的电网工作状态下，输入的极性每秒种变化50次，传真机可采用任何极性。设备2是这样工作的，它在任何时间只给出一个极性。如果传真机4只适应相反的极性，那么它就不能工作。因此，为方便用户，设备2包括了一个简单的双极转换开关，这个开关根据需要调转极性。只要在最初安装设备2时调转一次极性，此后就不必再动这一双极转换开关。

自动电池充电装置8要使电池6有一个长的无故障的使用期。充电装置8应当十分精确并能满足电池的要求，因为传真机4不断由电池系统供电。利用电池6不断地为传真机4供电使得传真机4除了不受电网电源12断电的影响外，还不受电网电源12的任何波动的影响。这种对电网电源12的波动的隔离对那些供电系统变化情况严重断电经常发生的国家特别重要。由于传真机备用时对电源的要求，电池6还有一个恒定的流失。这一恒定流失可能达约12瓦。在传送传真信息或接收传真信息时，它将上升。

从上面可以看到，充电装置8必须维持电池6完全充电且要保证传真机的备用时的电要求，传真机备用时的用电要求可达如上所述的约12瓦。充电装置8与电池6的工作被称作电池按电源进行浮动。

现将对充电装置8的工作过程进行描述。

如果失去电网电源的输入，充电装置8就通过继电器触点R2/1和R2/2完全从电池6上断开。这就避免了当在变变压器Tr1。上加180伏至290伏的交流电网电压时电池充电器电路对电池本身构成放电。

变压器Tr1的次级上的降低后的电压经BR1进行全波整流。因此可得到D3阳极的正电源。因此继电器R2上可以得到一个经过去耦电容C5和C6到IC2的电源，继电器R₂现在通电。因此，触点R2/1和R2/2闭合，将电池6与来自BR1源路的充电装置8相连接。T₄经D4与R6导通。这时电流流经R8到电池6。

R8两端的电压降经R9使T5导通，且经R10点亮红色发光二极管，指示充电开始。同样，当R2/1和R2/2闭合时，电池6连接充电装置8的电池充电控制电路。其电源是经过D6、C7、IC₃和C8而得到的。

IC4的两半都是电池充电的主要控制元件，对电池充电的要求如下：

如果电池6已完全放电，电池6将要求充到15伏（直流）。达到这一电压后，充电切断，这引起电池电压开始下降，且当电池电压为13.8伏时再恢复并保持在这一水平（浮动的）。这是按下述方式完成的。

电池充电监视电路的作用如下：IC4/1上加IC3和C8提供的稳压电源。反相输入是由R11及Vz5提供的，它们在该管脚给出一个稳定的参考电压。同相输入是由电池的止向电压经R2/1  R2/2和经R12、VR3和C9提供的。

电压VR3是这样设置的：IC4/1的输出一直为低电位直到探测到电池6上的12伏电压。IC4/1处在其低电位状态时，D7正向导通，并使IC4/2的同相输入的电压下降到仅略高于零。IC4/2的反相输入处于齐纳参考电压，V27电压保持在5.1伏水平，IC4/2输出是低电位，因此T7断开。

晶体管T4的基极加的正向电压使它导通并使电池充电。当电池电压达到15伏时，IC4/1的同相输入端电位高于反相输入端。因此，IC4/1输出将升高。这使D7的反向偏置，但可通过Vz6和R13使T6导通，这就使IC4/1反相输入端的齐纳参考电压从6.2伏降到5.1伏，因此使IC4/1的输出端固定为一高电位状态。

当二极管D7在电路中不起作用时，IC4/2同相输入端电压将取决于由R15与VR4构成的分压器，同时，由于此时电池电压是15伏，明显高于VR4处设置的13.8伏，这就可以使IC升高。

如果电池6的电压高于13.8伏，IC4/2的输出为高电位这就使T7经过Vz8和R16而导通，从而通过分压网络R6和R7点亮绿色发光二极管。因而同时，分压网络R6、R7的中心处的电压大大降低了，比地电位仅略高几伏，这就使D4反向偏置、使T4关断、使电池6的充电撤消。

齐纳二极管BZ9跨接在绿色发光二振管两端，以防万一该发光二极管出故障或因故断开。它还可使电池充电停止以避免电池6充电过度。这样电池充电停止。

电池6的电压将自动地下降直到达到VR4设置的电平，即13.8伏。当反相输入端参考电压经Vz4大幅度下降时，TC4/1仍保持高输出状态。这样，当达到13.8伏后，IC4/2的输出将下降。使充电立即重新开始，电压上升几毫伏（m.v.）就足以使IC4/2再次关断。这就非常迅速有效地停止和起动充电过程并提供刚好的电源，补偿传真机电池电力的稳定泄漏。这样，电池6在13.8伏电压上下浮动。这使电池6处于完全充电的状态，同时提供了传真机4用的必要的备用电源。

当T6导通时，二极管D5正向偏压。这使红光指示发光二极管两端电压下降到约0.6伏，大大低于其1.2伏左右的工作电压。这就避免了随着不断地打开和关闭转换装置10，发光二极管微弱发光。这的确是仅从审美目的考虑的。

如果电网电源12发生故障，传真机4将直接由电池6来驱动。电池6将逐渐放电，其电压将从浮动着的13.8伏逐渐下降。当电压降到12.5伏左右时，如果R₂处是通电的，则IC4/1的输出端将处于低电位状态。这样当电网电源12恢复时，IC4输出端再次为低，同时电池6的电压将再次允许充到15伏，前面已描述过的过程将再次重复。

这样，设备2就成了一种专门设计的为传真机4使用的设备。电池6可望有4年的寿命期。

设备2可以装在图3所示的一个小的长方形机壳18内。机壳18可以带底脚20。机壳除带有极性选择器装置的开关16外，还带有ON/OFF开关22。机壳可按要求制成任意大小的形状，但典型情况下是185mm宽、200mm深和130mm高。设备2可安排的非常轻，典型的重量可为7公斤。机壳18四周由表面涂粉的铝材料制成以具有良好的抗腐性能。设备2的安装可以相当简单。只要把设备2插入电网电源12，然后只要把传真机4插到设备2上即可。

设备2可以为标准传真机提供稳定可靠的电源。设备2可以适用于所有常见的传真机4的构造，并可在电网故障（断电情况）或电网波动（电压降低情况）时提供充分的保护。如果供电网出故障，传真机4的电源不中断，即使是在传真机收发信息期间供电网出故障也没有影响。这样就不会丢失信息，这对于商务活动可足说是极其重要的。

参考图4，所示的装置32带有一块印刷线路板34和印刷线路板盖36。印刷电路板34带有一个输入信号放大区38。印刷电路板34装配在一些立柱上，其中的一个为图示的立柱40。立柱40竖立在装置32壳体44的底板42上。

通向电话机接口（未示出）的电缆线46置放于印刷电路板34的区38处。通向传真机（未示出）的电缆线48也置放于区38上。

电缆线46、48由一个电容耦合器固定，如图所示，电容耦合器带有三片金属板50。这些板50有效地将电缆线绕电缆线定位柱52、54固定在位。电缆线46、48通过孔56穿出装置32的外壳。电缆线46、48环绕呼叫探测装置。

在装置32的工作中，输入的呼叫铃声信号是一个交流信号，这种信号在世界各地的电话系统中普遍使用。声音、音调和数据传输信号均为直流调制。呼叫触发装置可以在交流的呼叫输入铃声信号一经过通向装置32的电缆线46时就探测到该信号，装置32可能为一调制解调器。呼叫触发装置通过放大电压的变化探测到铃声信号，电压的变化是由于通过设备2的电流在输入的铃声信号到来时从直流变为交流，又变回直流而引起的。这一电压变化的探测是通过电容耦合器实现的，电容耦合器是以机械固定配置的形式由三片金属板50构成的。这三片金属板是接地的并与区38相连接以便放大信号。

区38对输入的呼叫铃声信号到来时电容耦合器与地线之间的电压变化进行放大。而这一放大的电压信号则被用来接通装置32的电源。

应当指出，上述参照附图所描述的本发明的实施例只是以实例的方式给出的，对其可以进行修改。例如，电容耦合器可以采用其它方式的机械固定配置。又如，可以用不只一个电池6。同样，设备2可以为不只一个传真机4供电。如果需要，充电装置8可以是发电机或风动设备。可以有选择地在当一条信息要送往传真机时，用探测器与驱动装置24进行探测，而为使传真机能够接收信息就用该探测器与驱动装置24来驱动传真机工作。这样，当不接收信息时，利用探测器与驱动装置24就可以使传真机4处在在非准备状态，因而节省了通常使传真机4保留在准备状态时所消耗的电能。作为一种可选择的或另外的应用探测器与驱动装置24的方法，设备2还可包括定时器装置，使该设备与世界各地不同时区内的时间相联系，使传真机4只在预定的时间内工作，从而节省了在通常不接收信息的时间，如人们睡觉的夜间，保持传真机处于准备接收信息状态所消耗的电能。设备2还可以与传真机4一体化。如果需要，电容耦合器可以是其它形式的机械固定配置。例如，这一机械固定配置可以是一根具有任何所要求的截面形状和任何所要求的长度的金属管。该管可以具有一种规则的截面形状或不规则的截面形状，该管可以设计用来接收不同的电缆线截面或接收特别设计的底部结构以简化将电缆线固定在呼叫探测装置中的工作。机械固定配置也可选择使用比三片板（50）更多的或更少的板。还有，可以用其它方法定位固定缆线46、48，如用金属或非金属制成的螺丝与夹板。

上述的呼叫信号探测方法是被动式的，这就是说它无法向电缆线发送特有的电信号、无线电信号、磁信号或任何阻抗。

Claims (10)

1、一种传真机的供电设备包括：至少一个电池，为该电池充电的充电装置，用于将电池的直流电流转换成传真机电源的转换装置。

2、根据权利要求1的设备包括：防止电池过度放电的保护装置。

3、根据权利要求1或2的设备包括：极性选择器装置。

4、根据上述权利要求的任意一项的设备包括探测与驱动装置，用于探测何时把信息发往传真机，并且为使传真机能够接收信息驱动传真机工作，从而在传真机不接收信息时可使传真机处于非准备状态。

5、根据权利要求4的设备，其中探测器与驱动装置包括一个电容耦合器。

6、根据权利要求5的设备，其中电容耦合器是一个用于固定电缆的机械固定配置。

7、根据权利要求6的设备，其中机械固定配置至少包括两块极板。

8、根据权利要求6的设备，其中机械固定配置包括一根管状物。

9、根据权利要求6的设备，其中机械固定配置是一个螺丝与夹板的装置。

10、根据上述任何一项权利要求的设备包括：响应装置，可使它可使传真机按要求保留开机状态，该响应装置响应的传真机的电源要求。

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