CN201114211Y - 负压智能馈电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种负压智能馈电电路，技术方案为：一种负压智能馈电电路，包括两部分等效电感电路、摘机检测电路和开关电源电路，所述两部分等效电感电路包括第一部分等效电感电路和第二部分等效电感电路，所述开关电源电路包括用于调整馈电电流的恒流稳压振荡模块；所述摘机检测电路与第一部分等效电感电路连接，第一部分等效电感电路和第二部分等效电感电路均与所述开关电源电路连接。相比现有技术，本实用新型对开关电源电路进行重新设计，在恒流稳压振荡电路模块的作用下，实现根据实际需要提供最小的馈电电压和最小的馈电电流，能对馈电做智能调节，进而减小电路的发热、提高了有效功率、节约了电能和减少了整个电路的故障发生概率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用户接口电路中的馈电电路，可广泛适用于电话机、调度机、语音卡、无线电话及各种接入设备的接口电路中，特别是涉及适用外接负电压电源的智能馈电的用户接口电路。
背景技术
用户接口电路是当今通讯设备中一种非常重要的电路单元，许多教科书上都有详尽描述。
传统的用户接口电路的馈电方式经历了以下演变过程：首先是电阻限流馈电。由于它体积大，功耗大，已在实际应用中被基本淘汰。后来经过改进为广泛采用的恒流馈电，如附图3所示。
从图3中可以看出，馈电的实现方式是：馈电电压VBAT通过恒流源降压后加到外接负载(话机及其电话线)和两个等效电感上。
该方式虽然经典、简单，但由于外接的用户使用的电话线(以下简称用户线)长度的不可知性，加上要保证话机正常工作又必须使馈电电流大于一定值(国标为18毫安)，它在关于VBAT的选取问题上存在着无法解决的矛盾：如果用户线较长，为保证话机正常工作，VBAT通常要选用较高的电压(现实情况一般是-48V)；如果用户线不长，为保证降在恒流源上的压降不至于很大以避免既浪费能源，又温升过高，VBAT通常要选用较低的电压(现实情况一般是-24V)；然而，用户线的长度不是由我们决定的。这就导致了在关于VBAT的选取问题上，存在着几乎无法兼顾的矛盾。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种负压智能馈电电路，以解决现有馈电电路的馈电调节智能化程度低、电路发热量大、功耗高的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提出如下技术方案：一种负压智能馈电电路，包括两部分等效电感电路、摘机检测电路和开关电源电路，所述两部分等效电感电路包括第一部分等效电感电路和第二部分等效电感电路，所述开关电源电路包括用于调整馈电电流的恒流稳压振荡模块；所述摘机检测电路与第一部分等效电感电路连接，第一部分等效电感电路和第二部分等效电感电路均与所述开关电源电路连接。
本实用新型的优选方案为：所述恒流稳压振荡模块包括一恒流控制三极管、一馈电电压控制三极管和一MOS管；
其中恒流控制三极管与馈电电压控制三极管的发射极相连并保持与用户电源VCC连接，馈电电压控制三极管的集电极端与MOS管的基极连接，恒流控制三极管的基极通过一分压电阻与用户电源VCC连接，MOS管的发射极与负电压馈电电源连接；其中，在用户端断开状态时，恒流控制三极管截止，馈电电压控制三极管和MOS管饱和，直流负电直接作为实际馈电电压输出；在用户端接通状态时，恒流控制三极管饱和，馈电电压控制三极管和MOS管截止，馈电电流下降到设定值后，馈电电压最低输出；
在恒流控制三极管的基极与MOS管的集电极之间串接有起正反馈作用的电容C4；
恒流控制三极管的基极与第一部分等效电感电路连接，所述第一部分等效电感电路与所述摘机检测电路连接；
MOS管的集电极与所述第二部分等效电感电路连接。
上述优选方案的进一步改进是：所述MOS管的集电极端连接有由蓄能电感和蓄能电容组成的储能振荡电路。在用户端接通状态时，恒流控制三极管饱和，馈电电压控制三极管和MOS管截止，该储能振荡电路为馈电电压提供电能。
上述优选方案的进一步改进是：所述MOS管的集电极端连接有续流二极管。
上述优选方案的进一步改进是：所述馈电电压控制三极管的发射极与用户电源VCC间串接有一分压电阻，在它的基极与用户电源VCC间串接有另一分压电阻。
上述优选方案的进一步改进是：所述馈电电压控制三极管的集电极与所述馈电电源之间串接有一电阻。
上述优选方案的进一步改进是：所述馈电电压控制三极管的集电极与所述MOS管的共基极之间串接有第一反向器和第二反向器。
本实用新型的有益效果：相比现有技术，对开关电源电路进行重新设计，在以恒流控制三极管Q4、馈电电压控制三极管Q5、N沟道耗尽MOS管Q6、为主的恒流稳压振荡电路模块的作用下，实现根据实际需要提供最小的馈电电压和最小的馈电电流，可以适用外接馈电电源为负电压的情况，并能对馈电做智能调节，进而减小电路的发热、提高了有效功率、节约了电能和减少了整个电路的故障发生概率。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的电路原理图。
图2是本实用新型的另一种实施例的电路原理图。
图3是现有技术的一种电路原理图。
具体实施方式
本实用新型提供一种负压智能馈电电路，，其电路原理参看图1。它主要由第一部分等效电感电路1、第二部分等效电感电路2、摘机检测电路3和智能开关电源电路4几大模块构成。其中，摘机检测电路3与第一部分等效电感电路1连接，第一部分等效电感电路1和第二部分等效电感电路2均与智能开关电源电路4连接。开关电源电路4包括恒流稳压振荡模块。其中，在用户端断开状态、馈电电流小于设定值时，直流负电经恒流稳压振荡模块，直接作为实际馈电电压输出；在用户端接通状态时，馈电电流经恒流稳压振荡模块后，下降到设定值，馈电电压最低输出。
恒流稳压振荡模块主要由恒流控制三极管Q4、馈电电压控制三极管Q5和MOS管Q6组成，还包括一些辅助元件。
其中恒流控制三极管Q4与馈电电压控制三极管Q5的发射极相连并保持与用户电源VCC连接，馈电电压控制三极管Q5的集电极端与MOS管Q6的基极连接，恒流控制三极管Q4的基极通过一分压电阻R4与用户电源VCC连接，MOS管Q6的发射极与负电压馈电电源VBAT连接。负电压馈电电源的电压通常最大为-48V。
在恒流控制三极管Q4的基极与MOS管Q6的集电极之间串接有起正反馈作用的电容C4。
恒流控制三极管Q4的基极与第一部分等效电感电路1连接，其发射极接地。
馈电电压控制三极管Q5的发射极与用户电源VCC间串接有分压第一电阻R10，在它的基极与用户电源VCC间串接有第二分压电阻R11。馈电电压控制三极管Q5的集电极与馈电电源VBAT之间串接有电阻R13，它的共基极通过第三电阻R12接地。MOS管Q6的集电极端连接有由蓄能电感L1和蓄能电容C5组成的储能振荡电路。其中蓄能电感L1一端连接MOS管Q6。另一端连接电容C4、蓄能电容C5和第二部分等效电感电路2，蓄能电容C5另一端接地。MOS管Q6的集电极端连接有续流二极管D3，续流二极管D3一端接地并相对地方向导通。
馈电电压控制三极管Q5的集电极与所述MOS管Q6的共基极之间串接有第一反向器U1和第二反向器U2。
在用户端断开状态时，恒流控制三极管Q4截止，馈电电压控制三极管Q5和MOS管Q6饱和，直流负电直接作为实际馈电电压输出；在用户端接通状态时，恒流控制三极管Q4饱和，馈电电压控制三极管Q5和MOS管Q6截止，馈电电流下降到设定值后，馈电电压最低输出。
当外接电源选用负电压时如附图1所示。
从附图1可以看出：馈电电流I的通道为：用户电源VCC——电阻R4——等效电感1——接口TIP——用户线(含话机)——接口RING——等效电感2——智能开关电源4(微观过程为：电感L1——MOS管Q6——外接馈电电源负48V)。
椐此分析如下：
当用户线很长(或者话机开路)时，实际馈电电流I很小(或者为0)，此时电阻R4两端压降很小(或者为0)，恒流控制三极管Q4截止，三极管Q5饱和，MOS管Q6饱和。外接馈电电源VBAT(图中为-48V)通过MOS管Q6、电感L1直接作为实际馈电电压V输出。实现了当用户线最长时馈电电压最高的结果。
当用户线很短(或者TIP、RING之间短路)时，实际馈电电流I很大(如果不加以控制的话)，此时电阻R4两端产生压降(大于0.7V)，恒流控制三极管Q4饱和，三极管Q5截止，MOS管Q6截止。实际馈电电压V将因为失去能源供给而迅速下降(如果无电感L1和电容C5的储能，V将立即为0)，直至I下降到设计值(0.7V/R4)。实现了当用户线最短时馈电电压最低的结果。
当用户线处于正常范围某值时，由于上述实际馈电电流I与实际馈电电压V的关系，恒流控制三极管Q4、三极管Q5、MOS管Q6会在截止、饱和、饱和与饱和、截止、截止两种状态中不停翻转以形成振荡，保证上述V与I都处于一个相对稳定的值。实现了根据实际需要提供最小的馈电电压和最小的馈电电流。
图中电感L1和电容C5为储能元件，保证V与I的变化平滑，二极管D3为续流元件，电容C4起正反馈作用，并与电感L1共同决定其振荡频率。
由于采用了新的电路设计，实际馈电电压V由开关电源根据用户线长度智能确定产生。基本原理是：如果用户线长度变化而馈电电压V一定时，实际馈电电流I也一定会随之变化。图1中智能开关电源能够根据实际馈电电流I的取样，自动调整实际馈电电压V，从而保证了实际所需的最小馈电电压和最小馈电电流。很好的解决了传统的恒流馈电方式中存在的能耗大、发热严重的问题。而且，I的取值可以很方便的由电路参数分别设定，可以很方便地满足不同的用户需要。
图2是本实用新型的另一种实施例的电路原理图。
其中恒流稳压振荡模块由三极管Q4、三极管Q5和MOS管Q6组成，还包括一些辅助元件。它的馈电调节原理同上一实施例。在用户端断开状态、馈电电流小于设定值时，直流负电经恒流稳压振荡模块，直接作为实际馈电电压输出；在用户端接通状态时，馈电电流经恒流稳压振荡模块后，下降到设定值，馈电电压最低输出。
图2中三极管Q4的发射极通过电阻R4连接用户电源，其共基极端连接三极管Q5的集电极，它们之间串接有反向器U1和反向器U2。三极管Q4的集电极连接MOS管Q6的共基极，并通过并联的稳压管D3、电阻R13与外接馈电VBAT联结。MOS管Q6的发射极连接外接馈电电源，其集电极蓄能电感L1和续流二极管D4。二极管D4另一端接地。电感L1的另一端与蓄能电容C6组成振荡蓄能电路，并与第二等效电感部分2连接。三极管Q5的共基极连接第一等效电感部分1，其发射极连接用户电源正极VCC。三极管Q5的集电极连接电阻R14并接地，并通过串接反向器U2和反向器U1与三极管Q4的共基极联结。三极管Q5的集电极连接有电阻R10，电阻R10与电阻R11串接后与反向器U2并接。电阻R10与电容C4串接后与反向器U1、反向器U2串接的电路并接。MOS管的集电极上连接有电容C5，电容C5与电阻R11串接，并与反向器U2的输出端、反向器U1的输入端连接。
Claims (7)
1. 一种负压智能馈电电路，包括两部分等效电感电路、摘机检测电路和开关电源电路，其特征在于：所述两部分等效电感电路包括第一部分等效电感电路和第二部分等效电感电路，所述开关电源电路包括用于调整馈电电流的恒流稳压振荡模块；所述摘机检测电路与第一部分等效电感电路连接，第一部分等效电感电路和第二部分等效电感电路均与所述开关电源电路连接。
2. 根据权利要求1所述的负压智能馈电电路，其特征在于：所述恒流稳压振荡模块包括恒流控制三极管(Q4)、馈电电压控制三极管(Q5)和MOS管(Q6)；
其中恒流控制三极管(Q4)与馈电电压控制三极管(Q5)的发射极相连并保持与用户电源VCC连接，馈电电压控制三极管(Q5)的集电极端与MOS管(Q6)的基极连接，恒流控制三极管(Q4)的基极通过一分压电阻(R4)与用户电源VCC连接，MOS管(Q6)的发射极与负电压馈电电源连接；其中，在用户端断开状态时，恒流控制三极管(Q4)截止，馈电电压控制三极管(Q5)和MOS管(Q6)饱和，直流负电直接作为实际馈电电压输出；在用户端接通状态时，恒流控制三极管(Q4)饱和，馈电电压控制三极管(Q5)和MOS管(Q6)截止，馈电电流下降到设定值后，馈电电压最低输出；
在恒流控制三极管(Q4)的基极与MOS管(Q6)的集电极之间串接有起正反馈作用的电容(C4)；
恒流控制三极管(Q4)的基极与第一部分等效电感电路连接，所述第一部分等效电感电路与所述摘机检测电路连接；
MOS管(Q6)的集电极与所述第二部分等效电感电路连接。
3. 根据权利要求2所述的负压智能馈电电路，其特征在于：所述MOS管(Q6)的集电极端连接有由蓄能电感(L1)和蓄能电容(C5)组成的储能振荡电路。
4. 根据权利要求3所述的负压智能馈电电路，其特征在于：所述MOS管(Q6)的集电极端连接有续流二极管(D3)。
5. 根据权利要求2、3或4任一所述的负压智能馈电电路，其特征在于：所述馈电电压控制三极管(Q5)的发射极与用户电源VCC间串接有分压第一电阻(R10)，在它的基极与用户电源VCC间串接有第二分压电阻(R11)。
6. 根据权利要求5所述的负压智能馈电电路，其特征在于：所述馈电电压控制三极管(Q5)的集电极与所述馈电电源之间串接有电阻(R13)。
7. 根据权利要求6所述的负压智能馈电电路，其特征在于：所述馈电电压控制三极管(Q5)的集电极与所述MOS管(Q6)的共基极之间串接有第一反向器(U1)和第二反向器(U2)。
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| CN101895640A (zh) * | 2010-07-23 | 2010-11-24 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种用户接口电路节能的方法及系统 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
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