DE69731615T2

DE69731615T2 - Schaltung zur stromverteilung mit zusätzlichem parallelem gleichstromsenkkreis

Info

Publication number: DE69731615T2
Application number: DE69731615T
Authority: DE
Inventors: Jacob Mulder; Johannes Fransiscus THUS; Christophe Eric LABB
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2017-09-27
Also published as: US6184742B1; DE69731615D1; JP4183049B2; WO1998013978A3; WO1998013978A2; KR100577621B1; JP2000501915A; KR19990071637A; EP0880844B1; EP0880844A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stromverteilungsschaltung, welche die nachfolgenden Elemente umfasst:

– einen ersten, wenigstens Gleichstromsenkkreis, der mit dem Hauptstromfluss des ersten gesteuerten Halbleiters mit einem ersten Steuereingang versehen ist,
– einen zweiten Stromsenkkreis, der parallel zu der Reihenschaltung des ersten Stromsenkkreises geschaltet ist, wobei dieser zweite Stromsenkkreis mit einem zweiten Steuereingang versehen ist, und
– Mittel zur Steuerung der Ströme durch den ersten und den zweiten Stromsenkkreis, wobei diese Steuermittel mit dem ersten bzw. dem zweiten Steuereingang gekoppelt sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Telekommunikationsanordnung mit einer Stromverteilungsschaltung.
Eine derartige Stromverteilungsschaltung und eine derartige Anordnung sind aus der Anwendungsnote ETT/AN93015 bei dem TEA 1093 Chip bekannt. Insbesondere beschreibt diese Note eine Stromverteilungsschaltung, welche die nachfolgenden Elemente umfasst:

– einen ersten AC- und DC-Stromsenkzweig, der mit der Reihenschaltung aus dem Hauptstromfluss eines ersten stromgesteuerten Halbleiters mit einem ersten kombinierten AC/DC-Stromsteuereingang, und einer Stabilisierungsschaltung zum Liefern einer DC-Speisespannung versehen ist,
– einen zweiten AC-Stromsenkzweig, der zu der Reihenschaltung des ersten Stromsenkzweiges parallel geschaltet ist, wobei dieser zweite Stromsenkzweig mit einem zweiten AC-Stromsteuereingang versehen ist, und
– Mittel zum Steuern der genannten Ströme, die durch den ersten und den zweiten Stromsenkzweig fließen, wobei diese Steuermittel mit dem ersten bzw. zweiten Stromsteuereingang gekoppelt sind.

Eine derartige Stromverteilungsschaltung wird in Telekommunikationsanordnungen, wie beispielsweise einem Teilnehmertelefon, einem Handy, einem Fax, einem WEB-Fernseher mit einer Telefonkarte, einem PC mit einer Telefonkarte usw. verwendet. Meistens sind derartige Telefon-ICs imstande, die AC-Sprachsignale an der Telefonleitung zu steuern um eine Kommunikation zwischen der Telekommunikationsanordnung und einer zentralen Anordnung zu ermöglichen Weiterhin sind sie ausgestattet zum Verarbeiten des DC-Leitungsstromes von der Telefonleitung in dem ersten Stromsenkzweig. Die Stabilisierungsschaltung schafft die DC-Speisespannung mit einer relativ hohen Größe. Die Verarbeitung eines notwendigen maximalen DC-Leitungsstromes in dem ersten Stromsenkzweig von, sag' mal, beispielsweise etwa 140 mA würde zu einer IC mit einem relativ großen Chip-Gebiet für den DC-gesteuerten Halbleitertransistor führen, der in diesem ersten Stromsenkzweig verwendet wird, weil der genannte Transistor eine bestimmte begrenzte Kollektor/Emitterspannung haben soll. Diese Kollektor/Emitterspannung wird begrenzt und soll begrenzt bleiben, weil die DC-Speisespannung zur Steuerung der heutigen Telefonzusatzeinrichtungen, wie Handfrei-Elemente, Zusatzlautsprecher und andere Randapparatur eine relativ hohe Größe haben soll.
Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den erforderlichen maximalen DC-Leitungsstrom zu jeder Zeit unter allen Betriebsbedingungen und mit einem minimalen Chip-Gebiet zu senken.
Dazu weist die vorliegende Erfindung das Kennzeichen auf, dass die Stromverteilungsschaltung ein wenigstens Gleichstrommessmittel aufweist, das mit den Steuermitteln gekoppelt ist zum Liefern eines Maßes für wenigstens den Gleichstrom in dem ersten Stromsenkkreis, und dass der zweite Stromsenkkreis ein zweiter wenigstens Gleichstromsenkkreis ist, dessen zweiter Steuereingang mit den Steuermitteln gekoppelt ist zum Hindurchführen eines überflüssigen Teils wenigstens des Gleichstroms durch den zweiten Stromsenkkreis.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der erste Stromsenkkreis einen Teil des Leitungsstromes, der normalerweise zum Herleiten einer DC-Speisespannung davon verwendet wird, senkt, während der zweite Stromsenkkreis verwendet wird zum Senken eines Überflüssigen Teils wenigstens des DC-Leitungsstromes. Weil der zweite Stromsenkkreis die Stabilisierungsschaltung nicht enthält, die den Überschuss senkt, kann der überflüssige oder Spitzenteil wenigstens des DC-Stromes des ersten Stromsenkkreises durch den zweiten Stromsenkkreis in dem genannten zweiten Stromsenkkreis bei einer relativ hohen Kollektor/Emitterspannung stattfinden. Dadurch wird das Chipgebiet zum Aufnehmen einer relativ hohen Größe des DC-Stromes bei größeren Kollektor/Emitterspannungen reduziert werden.
Ein weiterer Vorteil der Stromverteilungsschaltung und der Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung ist, dass Steuerung der AC-Ströme in dem ersten und zweiten Stromsenkkreis dennoch möglich ist. Im Wesentlichen schafft eine mögliche gleichzeitige AC/DC-Stromsteuerung in dem ersten Stromsenkkreis und in dem zweiten Stromsenkkreis eine doppelte Steuerfunktion insbesondere in dem zweiten Stromsenkkreis.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden Fall näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine etwaige Ausführungsform der Stromverteilungsschaltung nach der vorliegenden Erfindung,
2 eine allgemeine Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Stromverteilungsschaltung nach der vorliegenden Erfindung, und
3 eine schematische Darstellung einer Telekommunikationsanordnung mit einer Stromverteilungsschaltung nach der vorliegenden Erfindung.
Die schematische Darstellung der 1 zeigt eine Stromverteilungsschaltung 1, mit einem ersten DC-Stromzweig 2, einem zweiten Stromsenkzweig 3 und mit Mitteln 4 zum Senken wenigstens des Stromes durch den ersten Stromsenkzweig 2. Außerdem umfasst die Stromverteilungsschaltung Mittel 5 (siehe 2) zur Steuerung des AC-Stromes durch den Zweig 2. Der erste Stromsenkzweig 2 umfasst die Reihenschaltung aus einem ersten beispielsweise gesteuerten Halbleitertransistor 6, und einer Schaltungsanordnung 7, die beispielsweise eine Stabilisierungsschaltung sein könnte. Die Stabilisierungsschaltung 7 ist derart dargestellt, dass sie eine Zener-Diode 8 hat, die zu einem Kondensator 9 zum Liefern einer Speisespannung V_S parallel geschaltet ist. Der Widerstand R_s ist ein Reihenwiderstand, der die Spannung-Strom-Neigung zwischen den Klemmen 10 und 11 bestimmt. Der schematisch dargestellte zweite Stromsenkzweig 3 umfasst einen zweiten beispielsweise strom- oder spannungsgesteuerten Halbleitertransistor 12, der mit einem Steuereingang 13 versehen ist. Weiterhin umfasst die Stromverteilungsschaltung 1 ein wenigstens DC-Strommessmittel, das in dieser Ausführungsform aus einem Stromspiegel 14 aufgebaut ist. Dadurch wird der Hauptstrom durch den Transistor 6 in den Transistor 4 gespiegelt in einem Verhältnis 1 : N. Das wenigstens DC-Messmittel 14 ist mit einem Tiefpassfilter 15, 16 in Reihe geschaltet, dessen RC-Wert derart gewählt worden ist, dass Frequenzen von beispielsweise 5 Hz oder niedriger einem Bergleichsschaltungsmittel 17 zugeführt werden. Die Vergleichsschaltung hat zwei Eingänge 18 und 19. Der Eingang 18 ist mit dem Tiefpassfilter 15, 16 verbunden, während der Eingang 19 mit einer Bezugsspannung V_ref verbunden ist, die von einer (nicht dargestellten) DC-Spannungsbezugsquelle geliefert wird. Weiterhin ist die Vergleichsschaltung 17 mit einem Ausgang 20 versehen, der mit dem Steuereingang 13 des Transistors 12 verbunden ist. V_ref ist derart gewählt, dass der zweite Stromsenkzweig 3 in denjenigen Fällen in Betrieb gelangt, in denen es notwendig ist, dass ein Überfluss an DC-Strom über beispielsweise 40 mV durch den zweiten Stromsenkzweig 3 fließt. Wegen der größeren Kollektor/Emitterspannung an dem Transistor 12 in dem zweiten Stromsenkzweig ist das Transistorchipgebiet geringer als das Chipgebiet für einen Transistor, der dazu vorgesehen wäre, einen ähnlichen Strom aufzunehmen in denjenigen Fällen, in denen die Kollektor/Emitterspannung niedriger ist. In einer nicht weiter erläuterten Ausführungsform kann die Information über den Punkt, an dem der zweite Zweig 3 in Betrieb gelangen soll, auch der Spannung an dem Reihenwiderstand entnommen werden, wobei dieser Widerstand mit einer der Leitungsklemmen 10 und 11 verbunden ist.
2 zeigt ein Blockschaltbild der jeweiligen Möglichkeiten, den AC- und DC-Strom durch den Zweig 2 und 3 zu steuern. Auf eine an sich bekannte Art und Weise ist die AC-Steuerung durch die Zweige 2 und 3 derart, dass zur Vermeidung einer Verzerrung bei starken AC-Signalen der zweite Zweigtransistor 12 den Leitungsstrom an den Klemmen 10, 11 bei großen AC-Signalhüben an der Leitung 10, 11 übernimmt. Der zweite Zweigtransistor 12 wird vorzugsweise bei starken AC-Signalhüben den AC-Strom senken nebst der Übernahme eines überflüssigen Teils des DC-Stromes in dem Zweig 2, um das effektiv erforderliche Chipgebiet zu reduzieren.
3 zeigt schematisch ein Netzwerk 21, das über die Leitungsklemmen 10, 11 mit einer Telekommunikationsanordnung 22 verbunden ist, die mit einem Telefonapparat 23 mit einer Stromverteilungsschaltung 1 versehen ist.
Text in der Zeichnung
2

AC-Steuerung
DC-Steuerung
I-Leitung

Claims

Stromverteilungsschaltung (1), welche die nachfolgenden Elemente umfasst: – einen ersten, wenigstens Gleichstromsenkkreis (2), der mit dem Hauptstromfluss des ersten gesteuerten Halbleiters (6) mit einem ersten Steuereingang versehen wird, – einen zweiten Stromsenkkreis (3), der parallel zu der Reihenschaltung des ersten Stromsenkkreises geschaltet ist, wobei dieser zweite Stromsenkkreis mit einem zweiten Steuereingang versehen ist, und – Mittel (5) zur Steuerung der Ströme durch den ersten und den zweiten Stromsenkkreis, wobei diese Steuermittel mit dem ersten bzw. dem zweiten Steuereingang gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromverteilungsschaltung (1) ein wenigstens Gleichstrommessmittel (4) aufweist, das mit den Steuermitteln gekoppelt ist zum Liefern eines Maßes für wenigstens den Gleichstrom in dem ersten Stromsenkkreis, und dass der zweite Stromsenkkreis ein zweiter wenigstens Gleichstromsenkkreis ist, dessen zweiter Steuereingang mit den Steuermitteln gekoppelt ist zum Hindurchführen eines überflüssigen Teils wenigstens des Gleichstroms durch den zweiten Stromsenkkreis.
Stromverteilungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromverteilungsschaltung eine Vergleichsschaltung (17) aufweist, die mit den wenigstens Gleichstrommessmitteln und mit einer Bezugsquelle (19) gekoppelt ist, zur Ermittlung wenigstens des Gleichstromwertes in dem ersten Stromsenkkreis, wobei über diesem Wert der zweite Stromsenkkreis wirksam wird.
Stromverteilungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens Gleichstrommittel ein Tiefpassfilter aufweisen.
Stromverteilungsschaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens Gleichstrommessmittel ein Stromspiegelmittel aufweisen.
Stromverteilungsschaltung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens Gleichstrommessmittel einen Netzstromreihenwiderstand aufweisen.
Stromverteilungsschaltung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite gesteuerte Halbleiter wenigstens ein Transistormittel aufweist.
Stromverteilungsschaltung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Stromsenkkreis als DC- und AC-Stromsenkkreis ausgebildet sind, und dass die Mittel zur Steuerung des Stromes durch den ersten und zweiten Stromsenkkreis Mittel sind zur Steuerung der AC- und DC-Ströme durch den ersten und zweiten Stromsenkkreis.
Telekommunikationsvorrichtung mit der Stromverteilungsschaltung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7.