JP2005515574A

JP2005515574A - 電子装置のための電圧調整装置

Info

Publication number: JP2005515574A
Application number: JP2003561273A
Authority: JP
Inventors: ロンバ，バンサン; ルベラン，クリストフ
Original assignee: アルカテル
Priority date: 2002-01-03
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2005-05-26
Also published as: WO2003061317A3; FR2834354A1; US20050024024A1; WO2003061317A2; EP1464197A2; FR2834354B1; EP1464197B1

Abstract

本発明には、入力電圧から調整された出力電圧を供給するための、電子装置のための電圧調整装置が開示されている。前記出力電圧は、電力供給される電子装置の電子サブシステムに接続されている。本発明の調整装置は、入力電圧を受ける制御素子と、定期的に入力電圧により充電されて、前記電子装置のサブシステムが電力供給を要するときその電荷を電子装置のサブシステムに供給する調整装置の出力側に配置されたコンデンサとを備える。コンデンサは、電圧の一部を取り出して適宜の出力電圧（Ｖｏｕｔ）を制御素子に与える負帰還回路に並列接続されている。前記負帰還回路は少なくとも二つのトランジスタと、電圧比較器と、比較器の出力側と制御素子の入力側の間に配置された開閉器を備える。負帰還回路の入力側と第１トランジスタの間にも他の開閉器が配置されており、その開閉器は電子装置のサブシステムが電力を必要としないとき開位置に設定される。

Description

本発明は、蓄電池に接続された入力電圧から端末装置の電子サブシステムに調整された出力電圧を供給するための、電子装置、例えば無線通信端末装置のための電圧調整装置に関する。

それに限定するわけではないが、本発明の応用分野の一つに、セルラー無線通信システムで機能する無線通信移動端末装置がある。特に、本発明は、ＧＳＭ（ＧｒｏｕｐｅｓｐｅｃｉａｌＳｙｓｔｅｍｅｓＭｏｂｉｌｅｓｐｕｂｌｉｃｓｄｅｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）の規格によるシステムに適用されるが、それに限定されるものではない。

電圧調整装置は、最適な状態で機能させるために無線端末装置の電子サブシステムに必要な電圧を正確に供給することができるものである。

供給される電圧の値は正確で非常に安定した状態でなければならない。そうでなければ、サブシステムに損害を与えて取り返しのつかないことになり、高い費用をかけて電子サブシステムを交換しなければならないことになる。

このタイプの調整装置は、バッテリーとしての蓄電池と無線前置増幅器の間で使用することができる。無線前置増幅器は、無線通信端末装置の無線信号の送受信の管理を可能にするものである。

端末装置が作動しているとき、無線周波数（ＲＦ）信号の送受信は、所定の時間に回路の基準クロックで定められた周期でのみ行われる。つまり、信号の送受信はパルス（高電圧区間）が可変の信号で行われ、それを、ＧＳＭ信号が図示されている図１Ａに示す。

図１Ａに図示されているように、電力増幅器は、急激な電圧の上昇１、次いで、パルス（高電圧区間）２の後に、急激な電圧降下３を受け、次いで供給停止時５となる。

図示されている信号の周期Ｔは４．６１５ｍｓ（ミリ秒）である。ＧＳＭ信号のパルス（高電圧区間）２が０．５７７ミリ秒であることが確認できる。

適切な時に無線前置増幅器に必要な電圧を供給するために、最初の電圧急上昇（６）の終わりに電圧調整装置の動作を停止させ、二番目の電圧急上昇（７）の前に再度作動させることが知られている。

図１Ｂで確認できるように、電圧調整装置の出力電圧が、無線前置増幅器が最適な状態で機能するのに必要な値（Ｖｏｕｔ）に達するためには、電圧調整装置を二番目の電圧急上昇（７）のｔａ_１ミリ秒前で作動させる。

したがって、電圧調整装置の出力電圧値をゼロから必要な値Ｖｏｕｔまで上昇させなければならず、その電圧差はＤｖ_１である。

これにより、電圧上昇の度に、電圧調整装置を再度作動させて電圧Ｄｖ_１を再度充電しなければならず、かなりのエネルギーが失われる。この再充電は、電圧の上昇が４６１５ミリ秒毎にあるので、毎秒約２００回ある。

また、電子サブシステムが電力を必要としないときに電圧調整装置に漏れ電流があることからも、電力は失われる。

本発明は、これらの問題の解決策を提示し、電力の損失を抑えつつ無線前置増幅器への電圧を調整することを目的とする。

このため、本発明が提案するのは、入力電圧から調整された出力電圧を供給する、電子装置のための電圧調整装置であって、前記出力電圧は、電力供給される電子装置の電子サブシステムに接続されており、前記調整装置は、入力電圧を受ける制御素子と、定期的に入力電圧で充電されて、前記電子装置の電子サブシステムが電力供給を要するときその電荷を定期的に電子装置の電子サブシステムに供給する調整装置の出力側に配置されたコンデンサとを備え、コンデンサは、出力電圧の一部を取り出して適宜（ｍｅｓｕｒｅ）の出力電圧を制御素子に与える負帰還回路に並列接続されており、前記負帰還回路は少なくとも二つのトランジスタと、電圧比較器と、比較器の出力側と制御素子の入力側の間に配置された開閉器を備えているのであって、負帰還回路において負帰還回路の入力側と第１トランジスタの間に他の開閉器が配置されており、該他の開閉器は電子装置の電子サブシステムが電力を必要としないとき開位置に設定されることを特徴とする電圧調整装置である。

したがって、本発明によると、調整装置の再充電に必要な電力を低減するとともに、電圧上昇前の調整装置の再度の作動時間を短縮することができる。

特定の一実施形態において、電圧比較器（ＣＯＭＰ）は、出力電圧を、電力供給される電子サブシステム固有の基準電圧（Ｖｒｅｆ）と比較するものであり、また、制御用トランジスタである。

本発明の特徴および利点は、以下の図面と、限定的ではなく例として挙げられた、本発明の特定の実施形態に関する以下の説明を読めば明らかになろう。

以下の説明では、本発明を無線通信端末装置、すなわち携帯電話機へ適用して説明する。本発明は、より一般的には、例えば無線電信装置などの様々なタイプの無線送受信機に適用される。

本発明による電圧調整装置回路は、本書に記載のように、蓄電池と無線端末装置の部分、例えば無線前置増幅器との間に挿入されるものとして適用される。

この回路はまた、例えばマイクロプロセッサの中心部等の、端末装置の他の電子サブシステムへの電力供給に適用される。

したがって、本発明の調整装置によると、端末装置の電子サブシステムにかかる電圧を最適な状態で安定させることができる。

図２は、従来技術による電圧調整装置の電気回路図を示す。

この電圧調整装置は、調整された出力電圧（Ｖｏｕｔ）を、電力供給される通信端末装置の電子サブシステムに供給する。

調整装置自体には、蓄電池に接続された入力電圧（Ｖｉｎ）で電力供給される。

調整装置は、入力電圧（Ｖｉｎ）を受ける制御素子（ＣＯＮＴＲ）、一般に調整制御トランジスタを備える。この制御素子（ＣＯＮＴＲ）は、電力供給される各電子サブシステムに特有の基準電圧（Ｖｒｅｆ）に対して出力電圧（Ｖｏｕｔ）を再調整することができる。

調整装置は、周期的に入力電圧（Ｖｉｎ）で充電され、また端末装置の電子サブシステムが電力の供給を必要としているとき周期的に前記サブシステムに電荷供給する、調整装置の出力側に配置されたコンデンサ（１０）を備える。

コンデンサ（１０）は、出力電圧（Ｖｏｕｔ）の一部を取り出し、適宜の出力電圧（Ｖｏｕｔ）を制御素子（ＣＯＮＴＲ）に供給する負帰還回路（１５）と並列に配置される。

負帰還回路（１５）は少なくとも二つのトランジスタ（２０、３０）と、電圧比較器（ＣＯＭＰ）と、比較器（ＣＯＭＰ）の出力側と制御素子（ＣＯＮＴＲ）の入力側の間に置かれた開閉器（４０）とを備えている。

負帰還回路（１５）は、出力電圧（Ｖｏｕｔ）の約１％を取り出し、その値を測定して比較器（ＣＯＭＰ）で基準電圧（Ｖｒｅｆ）と比較できるようにする。

電子サブシステムが電力を要しないとき、開閉器（４０）を開位置に置く。しかしながら、コンデンサ（１０）が負帰還回路（１５）において放電し、電流漏れが起こり、抵抗（２０）、（３０）で消費されることが確認される。

本発明は、その電気回路図を図３に示したが、既存の電圧調整装置への改良を提示するものである。

この電圧調整装置は、電力供給される通信端末装置の電子サブシステムに、調整された出力電圧（Ｖｏｕｔ）を供給するものである。

調整装置自体は、バッテリー等の蓄電池に接続された入力電圧（Ｖｉｎ）で電力供給される。

調整装置は、従来同様に、制御素子（ＣＯＮＴＲ）と、コンデンサ（１０）と、負帰還回路（１５）とを備える。負帰還回路は、従来同様に配置された、少なくとも二つのトランジスタ（２０、３０）と、電圧比較器（ＣＯＭＰ）と開閉器（４０）を備える。

本発明によると、開閉器（５０）が負帰還回路において、負帰還回路の入力側と第１トランジスタ（２０）の間に挿入されている。

開閉器（５０）は、電子サブシステム、例えば無線前置増幅器が電力供給を必要としないとき、開位置にある。

そうでない場合、開閉器（５０）は閉位置にある。

開閉器（５０）が開位置にあるとき、従来技術による調整装置のような電流漏れがない。

したがって、前置増幅器が最適な状態で機能するための出力電圧値（Ｖｏｕｔ）に達するように、コンデンサ（１０）を急速に再充電することができる。

このことは、電圧調整装置が最適な状態で機能することを含意しており、それは図１Ｃに示すとおりである。

無線前置増幅器の場合、図１Ｃに示す二つの電圧上昇（６）と（７）の間の期間（５）には電力を必要としない。

図１Ｂと図１Ｃを比較すると、電圧調整装置の出力電圧が、無線前置増幅器が最適な状態で機能するために必要な値（Ｖｏｕｔ）に達するために、調整装置が二つ目の電圧上昇（７）のｔａ_２ミリ秒前で再度作動していることがわかる。この時間間隔ｔａ_２は明らかに時間間隔ｔａ_１より小さい。

さらに、本発明による電圧調整装置の出力電圧は、ゼロでない値から必要な値Ｖｏｕｔまで上昇させなければならないが、この電圧差Ｄｖ_２は明らかに電圧差Ｄｖ_１より小さい。

したがって、電流の漏れが無く、また各電圧上昇の前の電圧調整装置の再充電が急速に行われるので、かなりの電力利得が得られることが認められる。

図１Ａは、上述のようにＧＳＭ規格の可変信号の形式を示す。図１Ｂは、上述のように、従来技術による電圧調整装置の出力電圧を示す。図１Ｃは、本発明による電圧調整装置の出力電圧を示す。図２は、従来技術による電圧調整装置の電気回路図を示す。図３は、本発明による電圧調整装置の電気回路図を示す。

Claims

入力電圧（Ｖｉｎ）から調整された出力電圧（Ｖｏｕｔ）を供給する、電子装置のための電圧調整装置において、前記出力電圧（Ｖｏｕｔ）が電力供給される電子装置の電子サブシステムに接続されており、前記調整装置が、入力電圧（Ｖｉｎ）を受ける制御素子（ＣＯＮＴＲ）と、定期的に入力電圧（Ｖｉｎ）により充電されて、前記電子装置の電子サブシステムが電力供給を要するとき電荷を定期的に前記電子装置の電子サブシステムに供給する、調整装置の出力側に配置されたコンデンサ（１０）とを備え、コンデンサ（１０）は、出力電圧（Ｖｏｕｔ）の一部を取り出して適宜の出力電圧（Ｖｏｕｔ）を制御素子（ＣＯＮＴＲ）に供給する負帰還回路に並列接続されており、前記負帰還回路が少なくとも二つのトランジスタ（２０、３０）と、電圧比較器（ＣＯＭＰ）と、比較器（ＣＯＭＰ）の出力側と制御素子（ＣＯＮＴＲ）の入力側の間に配置された開閉器（４０）とを備える電圧調整装置であって、
負帰還回路において、負帰還回路の入力側と第１トランジスタ（２０）の間に他の開閉器（５０）が置かれており、電子装置の電子サブシステムが電力を必要としないとき前記開閉器（５０）が開位置に設定されることを特徴とする、電圧調整装置。
前記電圧比較器（ＣＯＭＰ）が、取り出された出力電圧の一部を、電力供給される電子サブシステム固有の基準電圧（Ｖｒｅｆ）と比較することを特徴とする、請求項１に記載の電圧調整装置。
前記電圧比較器（ＣＯＭＰ）が、電子サブシステムが最適な状態で機能するために必要な電圧を正確に供給する調整制御用トランジスタであることを特徴とする、請求項１または２に記載の電圧調整装置。
電子装置が無線通信端末装置であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の電圧調整装置。