CN1949813A - 终端适配器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以控制电缆数、设置场所的自由度高、且可由外部装置控制电源的接通、断开的终端适配器装置。本发明涉及一种直接容纳模拟电话机并连接于IP电话网络侧的终端适配器装置。该终端适配器装置包括电源电路，该电源电路从IP电话网络侧的上一级装置接受符合PoE标准的供电，并向该装置的各部分及模拟电话机提供电源。电源电路包括：PoE受电用DC/DC电路，将由上一级装置进行PoE供电的DC电压转换为规定的DC电压；以及用户电路用DC/DC电路，将该PoE受电用DC/DC电路的输出电压转换为与模拟电话机的动作、状态对应的DC电压。

Description

终端适配器装置

技术领域

本发明涉及一种直接容纳模拟电话机并与IP电话网络侧连接的终端适配器装置。

背景技术

随着IP电话的普及等，正在进行用于容纳多台IP电话等的路由器和小型PBX等(下面，称为多IP设备容纳装置)的设计、开发。针对这种多IP设备容纳装置，为了可以容纳模拟电话机，而使用一种直接容纳模拟电话机、并与IP电话网络连接的终端适配器装置。

向这种终端适配器装置的供电由AC适配器等的专用电源进行。

此外，在专利文献1至专利文献3等中记载有VoIP终端适配器。

专利文献1：日本特开2005-142958号公报

专利文献2：日本特开2004-235761号公报

专利文献3：日本特开2004-088379号公报

但是，存在这样的问题，关于向使用AC适配器等的专用电源的终端适配器装置供电，在终端适配器装置中需要与多IP设备容纳装置连接的数据线、与专用电源连接的电源供给线、与模拟电话机连接的连接线等的多条电缆，不仅有损于美观，而且使终端适配器装置等的设置场所的自由度降低，多IP设备容纳装置不能控制终端适配器装置的电源的接通、断开等。

发明内容

为解决上述的问题，本发明的目的在于提供一种可以控制电缆数、设置场所的自由度高、且可由外部装置控制电源的接通、断开的终端适配器装置。

为解决上述的问题，在本发明的直接容纳模拟电话机并与IP电话网络侧连接的终端适配器装置中，包括电源电路，由上述IP电话网络侧的上一级装置接受符合PoE标准(以太网供电标准)的供电，并向上述终端适配器装置的各部分及上述模拟电话机提供电源，上述电源电路包括：PoE受电用DC/DC电路，将由上述上一级装置供电的DC电压转换为规定的DC电压；以及用户电路用DC/DC电路，将上述PoE受电用DC/DC电路的输出电压转换为与上述模拟电话机的动作、状态对应的DC电压。

在此，上述用户电路用DC/DC电路包括：用户电路用半导体器件，执行用户电路功能，而且，监测向上述模拟电话机的输出电压或过电流；以及转换调整器部，用于进行DC/DC转换。优选方式是，为了控制升压变化时的最大消耗电流，选定上述转换调整器部的特性，以使用户电路用DC/DC电路发挥的性能低于可按照上述转换调整器部与上述半导体器件的关系所提供的性能。

发明的效果是，根据本发明的终端适配器装置，通过来自上一级装置的PoE供电，得到需要的动作电源，从而可控制电缆数量，提高设置场所的自由度，并可由上一级装置控制电源的接通、断开。

附图说明

图1是第一实施例的终端适配器装置在电话通信系统中的位置的说明图。

图2是表示第一实施例的终端适配器装置的电源电路的构成框图。

图3是表示第一实施例的图2的SLIC用DC/DC电路的详细构成框图。

图4是确定第一实施例的SLIC用DC/DC电路的特征值等的方法说明图。

图5是表示第二实施例的SLIC用DC/DC电路的详细构成框图。

具体实施方式

(A)第一实施例

下面，参照附图，详细描述根据本发明的终端适配器装置的第一实施例。图1是第一实施例的终端适配器装置在电话通信系统中的位置的说明图。

在图1中，第一实施例的终端适配器装置1直接容纳模拟电话机2的同时，与多IP设备容纳装置3连接。终端适配器装置1是一种在其接口采用FXS(foreign exchange station：外部交换站)的、只能容纳一台模拟电话机2的装置，所以也可称为lch VoIP FXS装置。

模拟电话机2是现有的PTSN网络用的电话机，需要从网络侧的装置供给DC9V至96V的电压。

多IP设备容纳装置3是例如可连接四台IP电话机设备的装置，作为路由器或小型PBX而连接于IP网络上。该第一实施例中，终端适配器装置1作为一台IP电话机设备被连接在网络上。

该实施例的终端适配器装置1包括如图2所示的电源电路10，由多IP设备容纳装置3进行PoE(Power over Ethernet(注册商标)：以太网供电)供电。换言之，不从将商用电源转换为DC的AC适配器等向终端适配器装置1供给电源。此外，按照IEEE802.af确定PoE供电的标准，终端适配器装置1的电源电路10需要按照该标准进行动作。

多IP设备容纳装置3是通过例如电缆C1与未图示的AC适配器连接、通过电缆C2与终端适配器装置1连接的、从供电方面来说是集线器(HUB)结构的装置。电缆C2是一种包括数据线和电源线的LAN电缆。

图2是表示第一实施例的终端适配器装置1的电源电路10的构成框图。

在图2中，电源电路10包括PoE受电端11、PoE受电用DC/DC电路12、逻辑用DC/DC电路13、以及SLIC用DC/DC电路14。

PoE受电端11是连接上述的电缆C2中的电源线的端子。关于PoE供电的上述的标准，在该PoE受电端11施加-48V电压，负载(受电装置)的最大耗电量定为12.95W。

PoE受电用DC/DC电路12将供电电压(-48V)转换为以PoE确定的DC电压(12V)。

逻辑用DC/DC电路13将PoE受电用DC/DC电路12的输出DC电压(12V)转换为该终端适配器装置1内的逻辑电路用的DC电压(例如3.3V)。

SLIC用DC/DC电路14表示将模拟电话机2作为终端的用户电路(SLIC)中的DC/DC电路部分，是将PoE受电用DC/DC电路12的输出DC电压(12V)转换为与模拟电话机2中的动作或状态对应的DC电压(9至96V)的电路。例如，模拟电话机2处于挂机状态下，将PoE受电用DC/DC电路12的输出DC电压(12V)转换为48V。再例如，当模拟电话机2的铃鸣响时，将PoE受电用DC/DC电路12的输出DC电压(12V)转换为96V。

因为变换后的DC电压是可变的，所以SLIC用DC/DC电路14包括转换调整器及其控制单元。控制单元装入用户电路(SLIC)用的IC芯片，转换调整器设为其外围电路。市面上出售有各种各样的用户电路(SLIC)用IC芯片，在该第一实施例中应用SiliconLaboratories公司生产的SLIC器件(SI3210、SI3215或SI3216)。

图3是表示SLIC用DC/DC电路14的详细构成的框图。在图3中，SLIC用DC/DC电路14包括SLIC器件20和转换调整器部30。

SLIC器件20由上述的公司制造，包括电流检测部21、电压检测部22、保护电路部(例如由OR元件构成)23、以及转换频率寄存器部24，该电流检测部21对从PoE受电用DC/DC电路12引入电流的过电流起监测的作用；该电压检测部22对变换后的DC电压的过电压起监测的作用；该保护电路部23在电流检测部21或电压检测部22的监测结果表明需要保护动作时，启动保护动作；该转换频率寄存器部24用于存储转换调整器部30的设定转换频率，并输出该设定转换频率的时钟。

转换调整器部30包括由在PoE受电用DC/DC电路12的输出电压(12V)线及地线之间串联连接的电阻R1、PNP晶体管Q1及线圈L1构成的串联电路SC。该转换调整器部30利用线圈L1的反电动势进行升压，电阻R1规定流向线圈L1的电流量，PNP晶体管Q1根据转换调整器部30的时钟，进行导通(ON)、截止(OFF)的转换动作，断续流向线圈L1的电流。在线圈L1的非接地端侧得到的DC电压(升压后的DC电压)通过阻止反向电流用的二极管D1向模拟电话机2侧输出。

电阻R1的两端电压为由上述电流检测部21监测的对象。而且，通过阻止反向电流用的二极管D1后输出的电压为上述电压检测部22的监测对象。

在PoE受电用DC/DC电路12的输出电压(12V)线及PNP晶体管Q1的基极之间连接的电阻R2是规定PNP晶体管Q1的动作点的基极电阻。

在PNP晶体管Q1的基极及地线之间串联连接的NPN晶体管Q2及电阻R3，根据指示保护电路部23进行保护的逻辑电平“H”，使NPN晶体管Q2进行导通动作，从而使PNP晶体管Q1进行截止动作，并使DC/DC转换停止。

SLIC器件20的制造商规定构成转换调整器部30的电阻R1～R3和线圈L1的推荐特征值和推荐转换频率等。

但是，在该第一实施例中，不应用SLIC器件20的制造商推荐的推荐值，而是如以下(ア)～(ウ)所述，应用使作为SLIC用DC/DC电路14的功能略微降低的数值。

(ア)使电阻R1的电阻值大于推荐值。这是为了降低极限电流值。

(イ)使转换频率比推荐值快。这是为了使在串联电路SC中难以流过电流。

(ウ)使线圈L1的电感大于推荐值。这是为了使在串联电路SC中难以流过电流。

图4是用于说明以下两种情况之间的不同点的说明图，即：作为SLIC用DC/DC电路14，应用SLIC器件20的制造商的推荐值的情况和增加如上述的(ア)～(ウ)的变更后而应用的情况。

如图4(A)所示，使向SLIC用DC/DC电路14输入的电流(引入电流)作为I_BAT(但是，输入电压为PoE受电用DC/DC电路12的输出电压、即12V)，使从SLIC用DC/DC电路14输出的电压为V_BAT。

考虑使从SLIC用DC/DC电路14输出的电压V_BAT从挂机时的电压即48V变化(升压)为振铃时的电压即96V的情况。作为SLIC用DC/DC电路14的特征值，在应用制造商的推荐值时，如图4(B)以虚线表示的那样，输入电流I_BAT取得瞬间较大的电流值，输出电压V_BAT迅速地变化后转变为所要的电压96V。相对于此，当采用上述的(ア)～(ウ)的方法时，因为(ア)～(ウ)的方法是控制极限电流或使电流难以流过的方法，所以如图4(B)中实线所示，输入电流I_BAT在升压时也不会变为那么大的电流值，输出电压V_BAT经过一段时间转变为电压96V。

如上所述，从SLIC用DC/DC电路14分析，之所以采用降低功能的方法(ア)～(ウ)，是根据下面的理由。

如上所述，按照IEEE802.af确定PoE供电的标准，并确定负载(受电装置)的最大功耗为12.95W。当将PoE受电用DC/DC电路12中的转换效率视作80％左右时，则负载可承受的最大功率为11W左右。当超过该最大功率时，PoE供电侧(多IP设备容纳装置3)为过电流而停止供电。

SLIC用DC/DC电路14消耗了负载侧的消耗功率的大半。特别是在(a)使SLIC用DC/DC电路14的输出电压从48V转换为96V的、从挂机状态转变为振铃状态的变化(在不应用(ア)～(ウ)时最大功耗为14.4W)、(b)使SLIC用DC/DC电路14的输出电压从9V转换为48V的、从摘机状态转变为挂机状态的变化(在不应用(ア)～(ウ)时最大功耗为12.0W)时，脱离了PoE供电的标准。

因此，为了极力控制由于SLIC用DC/DC电路14的输出电压升压时的电流增大而导致的最大功耗的增大，所以采用上述(ア)～(ウ)的方法。

如上所述，当使用(ア)～(ウ)的方法时，升压所需时间变长。如果是从挂机状态向振铃状态变化的情况，则连接的最初的大约一个周期由于升压不足而变成较小的声音，但实际上，这期间是几乎没有问题的期间。而且，因为从摘机状态向挂机状态的变化是在通话结束时的变化，所以即使升压所需时间变长，也是对通话者毫无影响的变化。

根据上述第一实施例的终端适配器装置，因为由多IP设备容纳装置进行PoE供电，所以不需要AC适配器等的专用电源，不需要与专用电源之间的电缆连接。即，可控制电缆数，也有望提高美观，因为不需要专用电源，所以可提高设置场所的自由度。而且，多IP设备容纳装置(外部装置)可以对该终端适配器装置的电源的接通、断开进行控制。

上述第一实施例的终端适配器装置(的用户电路)根据模拟电话机的状态变化而转换向模拟电话机提供的DC电压，但SLIC用DC/DC电路即使在升压时仍然控制最大消耗电流，所以可防止PoE供电超出标准、并防止停顿这样的情况发生。这样，即使应用控制SLIC用DC/DC电路的升压时的最大消耗电流的方法，也可以保证模拟电话机的必要动作。

(B)第二实施例

其次，参照附图，说明本发明涉及的终端适配器装置的第二实施例。

第二实施例的终端适配器装置与第一实施例比较，则SLIC用DC/DC电路14的SLIC器件20的种类不同。

作为第二实施例的SLIC器件20，应用ST Micron公司生产的STLC3055、STLC3065、Legerity公司生产的Le9502等。这样的SLIC器件20和转换调整器部30的连接构成如图5所示，对与第一实施例所涉及的图3相同的、对应的部分，通过标注相同的符号来表示。

在第二实施例的情况下，电阻R4及R5对输出电压V_BAT进行分压，电压SLIC器件20利用该分压电压监测输出电压V_BAT。而且，第二实施例的SLIC器件20(例如，上述三种的任一种)不具有用于规定转换频率的时钟的内部发生结构，而从外部引入时钟。

即使在该第二实施例中，也应用转换调整器部30的元件的特征值等，以便应用不是SLIC器件20的制造商推荐的特征值，并略微降低作为SLIC用DC/DC电路14的功能。即，(ア)使电阻R1的电阻值大于推荐值，(イ)使转换频率比推荐值快，(ウ)使线圈L1的电感大于推荐值。此外，因为在SLIC器件20的外部可发生时钟，所以通过时钟发生电路(未图示)设定(イ)。

根据第二实施例的终端适配器装置，也可以得到与第一实施例相同的效果。

(C)其他的实施例

在上述各实施例中，因为可以控制SLIC用DC/DC电路14中的最大消耗电流，所以表示应用上述的(ア)～(ウ)的方法。但也可以是应用其一部分的方法来控制SLIC用DC/DC电路14中的最大消耗电流。例如，也可以是只应用(イ)，也可以是应用(ア)及(イ)，也可以是应用(イ)及(ウ)。

而且，在上述各实施例中，示出了终端适配器装置的上一级装置为多IP设备容纳装置，但上一级装置并不限于这些。

附图标记说明

1   终端适配器装置             2   模拟电话机

3   多IP设备容纳装置           10  电源电路

11  PoE受电端                  12  PoE受电用DC/DC电路

13  逻辑用DC/DC电路            14  SLIC用DC/DC电路

20  SLIC器件                   21  电流检测部

22  电压检测部                 23  保护电路部

24  转换频率寄存器             30  转换调整器部

R1～R5  电阻                   Q1、Q2  晶体管

L1  线圈                       D1  二极管

Claims (5)

1.一种终端适配器装置，直接容纳模拟电话机并与IP电话网络侧连接，其特征在于包括：

电源电路，从所述IP电话网络侧的上一级装置接受符合PoE标准的供电，并向所述终端适配器装置的各部分及所述模拟电话机提供电源，

其中，所述电源电路包括：

PoE受电用DC/DC电路，用于将由所述上一级装置供电的DC电压转换为规定的DC电压；以及

用户电路用DC/DC电路，用于将所述PoE受电用DC/DC电路的输出电压转换为与所述模拟电话机的动作、状态对应的DC电压。

2.根据权利要求1所述的终端适配器装置，其特征在于：

所述用户电路用DC/DC电路包括：

用户电路用半导体器件，用于执行用户电路功能，而且，监视向所述模拟电话机的输出电压或过电流；以及

转换调整器部，用于进行DC/DC转换，

其中，为了控制升压变化时的最大消耗电流，选定所述转换调整器部的特性，以使所述用户电路用DC/DC电路发挥的性能低于可按照所述转换调整器部与所述半导体器件的关系所提供的性能。

3.根据权利要求2所述的终端适配器，其特征在于：所述转换调整器部的、对从PoE受电用DC/DC电路向内部引入的电流进行规定的电阻的值大于按照所述转换调整器部与所述半导体器件的关系所确定的最佳电阻值。

4.根据权利要求2或3所述的终端适配器装置，其特征在于：所述转换调整器部的转换频率快于按照所述转换调整器部与所述半导体器件的关系所确定的最佳转换频率。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的终端适配器装置，其特征在于：所述转换调整器部的、生成反电动势的线圈的值大于按照所述转换调整器部与所述半导体器件的关系所确定的最佳值，其中，所述反电动势形成转换后的DC电压。

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