CN1236520A - 功率转移装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在电路(1)中转移功率的方法和装置,电路(1)可以是例如带有均衡双线传输的用户电路,包括具有可变电压需求的用户(3),它通过装置的供电特性和双线传输中的电阻(A,B,L)来控制。用户的电压需求经参考信号(UREF)反馈到电压调节电路(2)的输入端,电压调节电路(2)向用户提供与参考信号值相适应的驱动电压(VBAT2)。电压调节电路用供电电压(VBAT)送电并将调节器电压(Vo)定义为驱动电压(VBAT2)和电源电压(VBAT)之间的差值。外部装置(8),例如电阻,与电压调节电路并联,通过将全部或部分用户供电电流引入外部电阻以转移电压调节电路中产生的不期望的功率,并在该外部装置中将产生的全部或部分功率消散掉。

Description

功率转移装置
本发明涉及一种在电装置中转移耗散功率的方法和装置。
例如在将电路与可变负载相连接时，电路中某些组成元件会出现过热问题。这种问题是众所周知的，并且为了处理这一问题已经设计了很多技术解决方案。
在很多解决方案中，应当承认在电路中出现了耗散功率。另外一些解决方案将DC/DC-转换器用于每个负载，为了适应实际负载其输出电压受到连续控制。在SE专利9403876-7中描述了另一可替代的方案是：如果在电路中有权使用两个或两个以上供电电压，在满足最低限度供电电压的情况下，通过在这些供电电压之间进行切换来减小电路中的耗散功率。
US专利5428682中描述了一种在电话电路中散热的技术。该电路由两个线路供电放大器构成，一个用于每个退出的电话线路，其输出通过一对开关及两个外部电阻分别将供电电压连接到地。开关允许接到电话线的DC电源变换极性。不期望的热量可以在外部电阻中释放掉，使得电话线路中产生的热量保持在可接受的水平。
SE专利8003419-2描述了一种通过连接外部电阻来进行热量转移的技术，该技术与上述US专利5428682非常类似。
GB专利2050115A描述了一种技术，其中电阻接入具有特定输出线电流的放大器的末级。通过使部分输出线电流流过电阻来减小末级晶体管中产生的功率，并且以这种方式将在末级中产生的热量保持在可接受的水平。
FR专利2690537描述了一种技术，其中用户线供电电路中的电流调节器通过连接电阻限制输出电流。
电路，例如包括末级和电压调节器的用户线电路，该电路驱动带有AC信号和DC电流的均衡双线传输，具有DC电源特性，该特性意味着线路电压和DC电流是线路中电阻和电路负载组合的函数。当线路断开时，在DC电流为零的同一时刻向线路提供最大线路电压，而且电路的末级有权使用略大于所需线路电压的驱动电压。从电路的驱动电压所供电的电压调节器的输出获得驱动电压。
当线路加载时，根据线路电阻和负载以及用户线电路的供电特性，线路电压下降，DC电流上升。所说的调节器电压是电路的供电电压和末级驱动电压之间的差值，在本例中，在DC电流流过电压调节器的同一时刻在电压调节器上产生所述调节器电压，这导致在电压调节器中产生不期望的功率。这种不期望的功率产生很难转移，使得电路的温度保持在安全的水平。
电路中，更精确地说，调压器上的这种功率产生在短距线路中是最大的，即：当线路和负载的总电阻值很低时，调节器电压和流过电压调节器的DC电流很大。
本发明通过在外部元件中释放耗散功率来解决电路中转移耗散功率的问题。
另一个问题是在现有电路中在具有最小可能干扰的情况下获得上述功能。
本发明的目的是：通过将电路的部分耗散功率转移到外部元件中，提高电路的寿命并减小其热效应。
通过连接外部元件来解决以上问题，例如：将电阻与电路的电压调节器并联，使得电路的全部或部分耗散功率释放在外部元件中。
电装置，例如用户电路，包括具有可变电压需求的用户和电压调节电路如电压调节器。用户的电压需求经参考信号反馈到电压调节器的输入端，电压调节器向用户提供与参考信号值相适应的驱动电压。在电压调节器上由驱动电压和电路的供电电压之间的差值形成电压降。电压降的大小取决于变化的驱动电压的值。当电压调节器与外部元件例如电阻并联时，当全部或部分用户供电电流被引向外部电阻然后释放电压调节器的全部或部分耗散功率时，电路的负担得到了减轻。
本发明的优点是为了处理电路中的耗散功率仅需一个电阻。另一个优点是不再需要任何开关用于双线传输的DC电源的极性变换。
再一优点是本发明易于实施，不需对已有电路方案进行大的改变。
现在将参考附图借助于最佳实施例对本发明做更为详细的描述。
图1所示为根据本发明所述的带有热消散装置的电路。
图1所示为根据本发明所述的带有热消散装置8的电路1的概图。电路包括连接到电路的供电电压VBAT并向用户3提供驱动电压VBAT2的电压调节电路2。在所示实施例中，概略地示出了用户3是包括具有两根导线A和B的两个末级放大器4和5的用户线路，导线A和B的另一端连接到例如用户设备形式的负载L，以及电压调节电路包括电压调节器6。在地GND和电压调节器的输出7之间连接用户。包括至少一个具有电阻部分例如电阻的元件的热消散装置8，与电压调节器的输出7和供电电压VBAT并联。
连接在地GND和驱动电压VBAT2之间的用户具有变化的电压需求，该电压需求可以被读出并经参考信号UREF反馈到电路的电压调节器6。根据用户的电压需求，在驱动电压VBAT2和电路的供电电压VBAT之间产生大小变化的电压降V0。在所示实施例中，电流IL通过导线A从一个放大器4流到负载L并进一步流到第二放大器5。导线A和B以及负载L具有内建的电阻，该内建的电阻导致在放大器之间出现电位差VL。对于双线传输来说，电流变化和内建的电阻的变化导致了放大器之间电位的变化。电位变化导致用户的电压需求也是变化的并进一步有变化的电流I流过用户。
出现在电压调节电路2上的电压V0等于
V0=VBAT-VBAT2    (1)，
其中驱动电压是未级放大器之间电位差的函数，VBAT2=f(VL)，有
V0=VBAT-f(VL)    (2)。
从等式2可以清楚地看出，调节器电压V0可以根据线路中电阻和负载而变化。如果未连接外部功率消散装置8则当调节器电压V0增加时全部供电电流I将流过电压调节电路2并且产生不期望的功率。当外部装置8接通时，全部或部分电流I将流过外部装置8，而不流过电压调节电路2。因此，不期望的耗散功率将释放在外部装置中且不影响电路1的热状况。
在电装置中消散耗散功率的这种方法可以用于本例中，流过具有可变电压需求的用户的部分电流I由电压调节电路2输送。通过连接具有电阻部分的外部装置8，可以从电压调节电路和电装置带走全部或部分电流。
在外部功率耗散装置最简单的实施例中，它由电阻构成，但是它仅需要包括具有电阻特性的元件，例如晶体管，以使该装置根据功率耗散原理来起作用。
用户线路通常以半导体芯片的形式来实现，所谓SLIC，就热量生成来说，具有有限耐用性。上述实施例甚至例如在用户和电压调节电路未构建在同一半导体芯片上的情况下也是可以应用的，但是图中虚线可以是例如印刷电路或电装置，其中希望热耗散功能以装置8的形式来实现。
本发明当然不限制于上述实施例及所示附图，而是可以在权利要求的范围内进行修改。

Claims (7)

1．在包括具有可变电压需求的用户的电装置中用于功率转换的方法，其中电压调节电路向所述用户提供至少部分所述用户的电流需求(I)以及至少部分所述用户的驱动电压(VBAT2)，它通过至少一个从所述用户反馈到所述电压调节电路的参考信号(UREF)来调节，其特征在于，包括至少一个电阻部分的外部装置(8)与上述电压调节电路并联，导致全部或部分所述用户的电流需求作为所述外部装置中的功率通过并耗散。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于将所述外部装置选为电阻。
3．在电装置中用于功率转移的装置，所述电装置包括具有可变电压需求的用户，向所述用户提供至少部分所述用户的电流需求(I)以及至少部分所述用户的驱动电压(VBAT2)的电压调节电路，以及从所述用户反馈到所述电压调节电路的参考信号(UREF)，以调节所述用户的驱动电压(VBAT2)，其特征在于包括至少一个电阻部分的外部装置(8)与上述电压调节电路(2)并联，从而将所述用户的全部或部分电流需求(I)设置为通过所述外部装置(8)并在外部装置(8)处作为功率散失掉。
4．根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述用户(3)和所述电压调节电路(2)设置在半导体电路中。
5．根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述外部装置(8)包括电阻。
6．根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述用户(3)和所述电压调节电路(2)设置在半导体电路中。
7．根据权利要求3-6中任一个所述的装置，其特征在于所述电装置(1)是用户线路。
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