CN1064179A - 产生交流电压的电路装置 - Google Patents

Abstract

一个由远距离供电接通直流电压的电子仪器内 产生交流电压的电路装置。此仪器中设有电源和脉 冲发生器，脉冲发生器的脉冲通过控制部件送到第一 晶体管控制极。第一晶体管的电路内设有与该直流 电压相接的变压器初级绕组，此变压器次级绕组上至 少接有一带有耦合电容的外负载。在变压器次级 绕组串联连接第二晶体管电路，该晶体管控制极也与 上述控制部件相连。此控制部件是一逻辑电路，通过 它总是使二晶体管中仅有一个被选择到与脉冲发生 器相接通。从而使耦合电容器交替地充放电。

Description

本发明是关于一个由远距离供电接通直流电压的电子仪器内产生交流电压的电路装置。其中在此仪器内设置一电源和一脉冲发生器，其脉冲通过控制部件送到第一晶体管的控制极;此第一晶体管电路中设置一接有供电电压的变压器的初级绕组;该变压器的次级绕组连接有至少一充电电容和至少一二极管，以及至少一个设置有耦合电容的外负荷;与此外负荷并行连接有测取电压瞬时值作为实际值的分压器;此分压器分压接点连接有一比较器，其上被接有作为额定值的基准电压，其输出则与控制部件相连。（见德国专利公开3632746）。

由这一电路装置产生的交流电压系一种被叠加有交变成份的直流电压。适应于产生这种交流电压的电路装置，例如说可被用于所谓的“PCM  2”方式中用来产生振铃电压，在该方式中通信网路的两种功能部件共同经过仅一根连接线与局站相连。为表明本发明所有其他可能的应用情况，对这一系统作进一步解释。字母“PCM”代表脉冲编码调制的简称。通信信号由此相应的方法将作为数字信号传输。为此，在通讯站（局）中对模拟信号进行数字化处理，再将其送到连接线路上。在此连接线路的终端按装一仪器，由其再将到达的数字信号重新转变成模拟信号。自然这对反方向变换亦同样适用。前述的两种功能部件用连接导线接到此仪器。

由于信号采用数字传送，两种功能部件就可能不相互干扰地同时作电话传输。为此，此二种信号电流以连接线的起点以已知技术加以“调配复合”，而在连接线的终端再加以分离。因为振铃电压因信号作数字式传输，无法通过该连接线传送，所以它必须在该仪器中产生。

由开头所述的德国专利公开3632746可看到适用于这种情况的电路装置。在此电路装置中，除开已介绍过的元件外，还设有一以-放电晶体管供耦合电容和负载电容放电的电路。由此，放电电流即可经过一处于此放电晶体电路内的二极管流回到变压器的初级侧，或者直接被引导到机壳。这一电路装置如果不加入该二极管其效率即不会理想，因为此时能耗太大。采用二极管虽然使该电路装置的效率得到改善，但此二极管只能在较低的电压下工作。

本发明的任务就在于，对开始所述的电路装置作进一步完善，即使其能在任意高的供电电压条件下高效率地运行。

按照本发明这一任务是这样来实现的，即：

-将变压器的初级绕组接到远距离馈电的直流电压;

-将一第二晶体管的电流电路与变压器的次级绕组串联连接，该晶体管的控制极同样也接到控制部件;

-将控制部件作成一种逻辑电路，通过它总是有选择地将二晶体管中的只有一个与脉冲发生器相连通。

用户负载电容和耦合电容与在上述已知电路装置中一样经由变压器充电。它们的放电在这一电路装置中同样经过该变压器，就是说经由在变压器的次级绕组上串联插入的第二晶体管进行的。因为此第二晶体管是通过脉冲发生器以脉冲方式电路导通的，所以在耦合和负载电容放电时所释放的能量又被重新送至变压器的初级绕组。这样就使此电路装置以高效率工作。它能在较高的供电电压运行。

为了进一步提高本发明的优越性，另外还采取了下列措施，即

-在控制部件中并行设置了两个“与”逻辑门，每次仅其中之一与二晶体管中的一个的控制极相连通;

-在控制部件与比较器之间接有一反相器;

-将二晶体管作成场效应晶体管，最好采用金属氧化膜场效应晶体管（MOSFET）;

-利用第二晶体管（场效应管）的衬基二极管作为变压器次级绕组电路中的二极管;

-在控制部件与第一晶体管之间接入一个光耦合器。

附图中描述了本发明的一实施例。其中

图1为具有按本发明所作的线路装置的远距离馈电仪器的组成部分方框图;

图2为该线路装置本身;

图3为图2所示线路装置中的局部变形。

在一例如由通信线路ASL所构成的传输网的终端连接有一在图1中以点划线围成的仪器1。此仪器1经由线路ASL远距离供给例如说93V电压。在该ASL上接有一电源部件，为此例如说可以将其作成开关网络部件。它的功用之一就是供给图中以方框作出的仪器1的电子部件3以电源。仪器1另外还设置有一产生交流电压的电路装置4，它与ASL及电子部件3相连接。一外接用户5被接到此电路装置4上。

图2中更详细地介绍了此电路装置4。此处以PCM  2系统为例来对之加以说明，因而将名词“振铃电压”来替换名词“交流电压”。这样，用户5就是一电话机的信号铃，它在图中以耦合电容CK和电阻（负载）RL来代表，它们共同组成振铃阻抗ZL。

线路装置4具有一带有初级绕组6和次级绕组7的变压器TF。此变压器TF以其初级绕组6接至ASL，其电压即相当于远距离电源的直流电压UB。在初级绕组6上接有电容器C1、二极管D1和晶体管T1，此晶体管T1的控制极与仪器1的电子部件3相连接。

在变压器TF的次级绕组7上接有二极管D2、第二晶体管T2、负载电容C2和振铃阻抗ZL，以及一分压器。其中，第二晶体管的控制极同样与仪器1的电子部件3相连，而所说的分压器则由电阻R1和R2组成。该分压器在分压点P处与一比较器8连接，此比较器8由其第二输入端引入一参考电压U（t）。此参考电压U（t）为一叠加有交变成分的直流电压。在考虑到通过电阻R1和R2的分压情况下，这一电压被限定为总能使分压点A具有所希望的电压。比较器8的输出与仪器1的电子部件3相连，而该电子部件设置有逻辑电路，借助此逻辑电路总是使得晶体管T1或T2中仅有一个被加以负载。

在电子部件3中设置有一脉冲发生器9，一执行机构10和一反向器11。执行机构10和反向器11即为电子部件3中的逻辑电路部分。在执行机构10中包含有两个互相平行按置的“与”门电路12和13，它们每次以它们的一个输入与脉冲发生器9、而以另一个输入与反向器11相连通。“与”门12的输出与晶体管T1的控制极相接，而“与”门13则与晶体管T2的控制极相连。为去除直流耦合，可在第一晶体管T1和控制部件10之间接入一图中仅以草图代表的光耦合器14。由脉冲发生器9导引出例如说64  KHz的脉冲。这里所介绍的电子部件的组成部分是为了便于理解本发明的工作过程，作为相当简化的实施例来进行说明和解释的。

二极管D1和D2作为整流器工作。在采用场效应晶体管作成晶体管T1和T2时，图2中以虚线勾划出的衬基二极管也可以承担二极管D1和D2的功能。从而有可能省去二极管D1和D2。

按照本发明所作成的电路装置其工作如下述。

在通信局（站）接收到呼叫一装设有与仪器1相连的电话的功能单元的情况下，通过由该通信局发出的信号而产生一例如有效值为25～35V、频率为25或50Hz的呼叫电压。这一信号可以就是由通信局向该功能单元所传送的信息流中的一个信息位（Bit）。此信息流被仪器1所接收，并在其中的电子部件3中进行处理。

在接收到由通信局发送出的、经由通信网ASL到达的信号之后，脉冲发生器9即开始发送脉冲。这些脉冲通过控制部件10的“与”门12，并被送到晶体管T1的控制极。此时“与”门13不能通过脉冲发生器9的脉冲。它们是为反相器11所封锁的，由比较器8有一相应的信号被送到此反相器11。对此，比较器8在其输出端给出例如一逻辑信号“1”。由脉冲发生器9所产生的脉冲的作用，使得晶体管T1持续地作通断交替的工作。这样，变压器TF的初级绕组6就在其次级绕组7中感应出电压，并由此使得负载电容C2和耦合电容CK通过二极管D2作单方向充电。

通过分压器R₁/R₂不断地取得电容器C2和CK上的、因而也就是点A处的电压，并将其送至比较器8作为实测值（分压点P）。当分压点P处的这一实测值超过由被导引到比较器8的参考电压u（f）所给出的额定值时，在比较器8的输出端就会出现一逻辑“0”信号。然后控制部件10就随其逻辑电路而转向，从而使脉冲发生器9的脉冲不再到达晶体管T1。电容器C2和CK的充电过程因而也就结束。

当比较器8的输出端（如所说的那样）上是逻辑“0”而不是逻辑“1”时，“与”门12为反相器11阻塞。同时“与”门13则导通，这样脉冲发生器9的脉冲现在被导引到晶体管T2的控制极，此晶体管T2可作成与晶体管T1同样的。现在晶体管T2成为交替通断地工作。由此而在变压器TF的初级绕组6中感应产生的电压使得处于此初级绕组上的电容C1经由二极管D1单向充电。而负载电容C2和耦合电容CK则因此而放电。因而它们的能量不是消耗掉，而是被重新再馈给变压器TF的初级绕组。

耦合电容和负载电容上的电压因放电而降低，分压点P的电位亦随之下降。一当予定的额定值低于点A的电压、因而亦即分压点P的电压，比较器8的输出信号就重新变成逻辑“1”。放电过程因而结束。现在电容器C2和CK又重新如开头所说的那样充电。

用作比较器8的额定电压的参考电压U（t）也可如图3所示加到分压点P。这样比较器8即以其第二个输入端接到一恒定的例如2.5V的直流电压。

Claims (5)

1、在一个由远距离供电接通直流电压的电子仪器内产生交流电压的电路装置，为此在所述仪器内设置一电源和一脉冲发生器，所述脉冲发生器的脉冲通过一控制部件送至一第一晶体管的控制极，在所述第一晶体管的电路内设有连接到一馈电电压的一变压器的初级绕组；在所述变压器的次级绕组上接有至少一充电电容和至少一二极管，以及至少一个设置有一耦合电容的外负荷；并且与所述外负荷并行连接有一测取电压瞬时值作为实测值的分压器，所述分压器的分压接点连接一比较器，将作为额定值的基准电压送至所述比较器并将其输出连接到所述控制部件，其特征是

所述变压器(TF)的初级绕组(6)接有远距离供电源直流电压；

所述变压器(TF)的次级绕组(7)与一第二晶体管(T2)电路串联连接，所述第二晶体管(T2)的控制极同样与所述控制部件(10)相连，和

所述控制部件(10)被设置成一逻辑电路，据此使得所述二晶体管(T1、T2)中总是仅有一个被选择接到所述脉冲发生器(9)。

2、按权利要求1所述电路装置，其特征是

所述控制部件（10）互相并行地设置有二个“与”门电路，每次其中之一与所述两个晶体管（T1、T2）中的一个相连通，和

在所述比较器（8）和所述控制部件（10）之间接有一反向器（11）。

3、按权利要求1或2中所述的电路装置，其特征是所述二晶体管（T1、T2）系场效应晶体管，特别是MOSFET（金属氧化膜场效应管）。

4、按权利要求1至3中之一所述电路装置，其特征在于将所述由场效应晶体管作成的第二晶体管（T2）的衬基二极管用作为所述变压器（TF）的次级绕组（7）电路中的二极管。

5、按权利要求1至4中之一所述电路装置，其特征在于在所述控制部件（10）与所述第一晶体管之间接有一光耦合器（14）。

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