JPH0461547B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電話機等のように設置条件等によつ
て供給電力が異なる条件のもとで使用される機器
に搭載されるICにおいて過剰な電力を外部で消
費させることによりICの発熱を防ぐ回路に関す
るものである。

電話機への給電は、局給電方式がとられ、局に
設置された電源から有限の抵抗値を有するトラン
ク回路および加入者線路を経て電話機に電力が供
給されるため、接続されるトランク回路の種類や
加入者線路の長さにより、電話機に供給される電
力は広い範囲（例えば50mWから500mW）で変
化する。すなわち、電話機回路では、低電力で動
作することが要求される一方、過剰な電力が供給
されることがある。このため、従来の電話機回
路、とくにCI化された電話機回路では、過剰な
電力が供給された場合の発熱が問題となり、熱抵
抗の小さいパツケージや放熱板などが使用されて
おり、コストおよび実装スペース等に影響を与え
ていた。しかし、通常の電話機使用条件では、ツ
エナーダイオードやバリスタ等の素子を用いて端
子電圧の上昇を防いだり余剰電力を吸収すること
はできない。

第１図は、電話機への一般的な給電方法を示し
ており、１は局に設置された電圧源、２はトラン
ク回路の直流抵抗、３は加入者線路の直流抵抗、
４ａと４ｂは電話機端子、５は電話機回路を示
す。また、電話機では、直流供給電力と送話信号
及び受話信号等の交流信号が同一の線路を通して
送られており、電話機端子４ａと４ｂの間には、
直流に交流信号が重畳された電圧があらわれる。
第２図のように電話機側に抵抗６とツエナーダイ
オード７を付け加えたときに、電話機端子４ａと
４ｂの間にあらわれる電圧波形は、第３図のよう
になる。第３図において、V_Zはツエナー電圧、
ａ，ｂ，ｃは直流レベル、ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ
の直流レベルのときの電圧波形を表わしている。
ツエナーダイオードが働かないほど直流レベルが
低い場合、V_Lの波形に影響を与えないかわりに
ツエナーダイオードが電力を消費せず、ツエナー
ダイオードが働くａやｂの場合、ツエナーダイオ
ードが電力を消費して外部に逃がすかわりにツエ
ナーダイオードの交流インピーダンスが低いため
V_Lの波形に影響を与える。したがつて、このよ
うな回路では、供給される過剰な電力を定常的に
外付け素子で消費し、IC内部での発熱を抑制す
る用途には使用できない。

本発明は、電話機のように直流電力の供給を行
う端子と交流信号の入力端子および出力端子が共
通な機器に使用されるICにおいて、過剰な電力
の供給に対し、交流の電気的特性に影響を与えず
に、供給される直流電圧の上昇を抑制するととも
に、供給される電流の一部を外部の素子へ分流さ
せることを特徴とし、その目的はIC内で消費さ
れる電力の増加を抑え、ICの発熱とそれに伴う
温度上昇を防ぐことにある。

第４図は、本発明の一つの実施例であつて、８
ａと８ｂは接続端子、９はICの外部に接続され
る抵抗等の外付け素子、１０と１１は抵抗、１２
はコンデンサ、１３はトランジスタである。端子
８ａと８ｂは、第１図の電話機端子４ａ，４ｂの
ように電圧及び、流れ込む電流の大きい節点の間
に接続される。

まず、端子８ａと８ｂの間に印加される直流電
圧Vacが低く、従つてトランジスタ１３のベー
ス・エミツタ間に印加される電圧R₁₀Vab／R₁₀＋R₁₁（但 し、R₁₀およびR₁₁はそれぞれ抵抗１０および１
１の抵抗値である）がトランジスタ１３を導通さ
せ得る電圧（約0.7V）以下の場合には、トラン
ジスタは非導通であるので、端子８ａと８ｂが接
続される電話機回路に直流的にも交流的にもほと
んど影響を与えない。

次に、トランジスタ１３のベース・エミツタ間
に印加される電圧R₁₀Vab／R₁₀＋R₁₁がトランジスタを導 通させ得る電圧（約0.7V）以上の場合には、ト
ランジスタ１３は導通し、そのトランジスタのベ
ース・エミツタ間の順方向電圧V_BEが一定になる
ように帰還がかかり、端子８ａと８ｂ間の直流電
圧Vabは（１＋R₁₁／R₁₀）V_BEで与えられる値に保た れる。この結果、端子８ａと８ｂの間の直流電圧
の上昇が抑制される効果と外付け素子９に電圧の
一部を逃がす効果により電話機回路を構成する
IC内での消費電力の増加を抑制できる。一方、
端子８ａと８ｂの間に加えられる交流電圧によつ
てトランジスタ１３のベース・エミツタ間に生じ
る交流電圧はコンデンサ１２により短絡され、端
子８ａと８ｂの間のインピーダンスは高く保たれ
るため電話機回路の交流的な特性にはほとんど影
響を与えない。

第５図は第４図の回路の端子８ａと８ｂをそれ
ぞれ第１図の電話機端子４ａ，４ｂに接続した場
合の線路電流（加入者線路から端子４ａに流れ込
む直流電流）と主要な部分に発生する直流電圧の
関係を示したもので、ｈは線路電流と電話機端子
４ａと４ｂの間に発生する直流電圧の関係、ｉは
外付け素子としてツエナーダイオードを使用した
場合の線路電流と外付け素子９に発生する直流電
圧、ｊは外付け素子として抵抗を使用した場合の
線路電流と外付け素子９に発生する直流電圧の関
係を示す。また、ｈとｉまたにｊとの間の電圧差
はトランジスタ１３のコレクタ・エミツタ間に加
えられる電圧を表わす。第４図の回路が電話機回
路の交流特性に影響を与えないためには、トラン
ジスタ１３のコレクタ・エミツタ間に加えられる
電圧をトランジスタのコレクタ飽和電圧Vsat以
上にしてトランジスタ１３のコレクタ・エミツタ
間のインピーダンスを高く保つ必要がある。この
ためには、外付け素子９がツエナーダイオードの
場合はツエナー電圧を、抵抗の場合は抵抗値を選
び、使用する電流範囲で外付け素子９に発生する
電圧が｛（１＋R₁₁／R₁₀）V_BE−Vsat｝以下になるよ うにすればよい。

第６図は、本発明の他の実施例で、第４図のト
ランジスタ１３をダーリントン接続されたトラン
ジスタ１４と１５に置き換えたものであり、これ
により電流増幅率が高くなるため、抵抗１０と１
１の値を大きくしてこの抵抗に流れる無駄な電流
を減少させることができる。

第７図は、本発明のもう一つの実施例で第４図
のトランジスタ１３のベースと抵抗１１の間にい
くつかのダイオードを挿入したものであり、ダイ
オードの数を変えることにより、トランジスタ１
４が導通する電圧を変えることができる。

また、本発明による回路のうち、外付け部品９
とコンデンサ１２を除いた、トランジスタ、ダイ
オード、抵抗は電話機回路を搭載したICと同一
のチツプ内に組み込むことができる。

以上説明したように、本発明の回路は、交流イ
ンピーダンスが高く、この回路に接続される回路
の交流特性に影響を与えずに、外部からICに供
給される電力の増加を抑えるとともに、外部から
供給される電力の一部をICの外部の素子で消費
することができるため、同一の線を通して直流電
力と交流信号が送られてくる電話機なような機器
に使用されるLSIに使用すれば、ICの発熱を抑制
することができ、また本回路を構成するトランジ
スタ、ダイオード、抵抗をIC内に組み込んだ場
合にはわずかな外付け部品、すなわち１個の抵抗
またはツエナーダイオードと１個のコンデンサを
付加するだけで実現することができるという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電話機への一般的な給電方法を示す等
価回路図、第２図は第１図の電話機側にツエナー
ダイオードを組み込んだ場合の回路図、第３図は
第２図の端子４ａと４ｂの間にあらわれる電圧波
形の図、第４図は本発明の一実施例の回路図、第
５図は第４図の回路を第１図の回路に接続した場
合に端子４ａに流れ込む直流電流と主要な部分に
発生する直流電圧との関係を示す図、第６図は本
発明の他の実施例の回路図、第７図は本発明のも
う一つの実施例の回路図である。 １……局内に設置された電圧源、２……トラン
ク回路の直流抵抗、３……加入者線路の直流抵
抗、４ａ，４ｂ……電話機端子、５……電話機回
路、６……抵抗、７……ツエナーダイオード、８
ａ，８ｂ……接続端子、９……外付け素子、１
０，１１……抵抗、１２……コンデンサ、１３，
１４，１５……トランジスタ、１６……直列接続
されたｎ個のダイオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トランジスタのコレクタが、電力を消費する
   外付け素子を通して第１の端子に接続され、 前記トランジスタのベースが、複数の抵抗が直
   列に接続された抵抗回路の中の抵抗の接続点の一
   つに直接に、または複数個のダイオードの直列接
   続を通して、または複数個のトランジスタのベー
   ス・エミツタ接合を通して接続され、 前記トランジスタのエミツタが、第２の端子と
   コンデンサの一方の端子に接続され、 前記コンデンサの他方の端子が前記抵抗回路中
   の前記抵抗の接続点の一つに接続され、 前記抵抗回路の両端が第１の端子と第２の端子
   の間に接続されることを特徴とするICの消費電
   力低減回路。