JPH0681206B2 - 給電回路 - Google Patents

給電回路

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JPH0681206B2
JPH0681206B2 JP62159858A JP15985887A JPH0681206B2 JP H0681206 B2 JPH0681206 B2 JP H0681206B2 JP 62159858 A JP62159858 A JP 62159858A JP 15985887 A JP15985887 A JP 15985887A JP H0681206 B2 JPH0681206 B2 JP H0681206B2
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理 白石
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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
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  • Devices For Supply Of Signal Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は構内交換機において、電話機へ給電するための
給電回路に関する。
(従来の技術) 従来のこの種の技術を記載した文献としては、例えば上
原、高屋敷、内藤、「D70形自動交換機のLSI」、沖電気
研究開発第121号Vo1.50,NO.3,1983年12月、もしくは河
原田、林、井鍋、今川、「ディジタル加入者線交換機の
加入者回路用LSI」、研究実用化報告第31巻第11号,198
2,等がある。
第4図は従来の給電回路の一構成例を示すブロック図で
あって、A,Bは給電回路出力端子、Zは電話機および給
電回路から電話機までの線路抵抗、QA・QBはトランジス
タ,OPA・OPBは演算増巾器,AA・AB・B・C・D・Eは
カレント・ミラー回路,R0A・R0B・R1A・R1B、R2A・R2B
は給電電流を決定する抵抗およびVBBは給電用電源であ
る。
カレント・ミラー回路の基本形を第5図(a)に示す。
Q1・Q2はPNPトランジスタであるが特性がそろっている
ものとする。VRは可変抵抗器である。Q1のベースとコレ
クタは接続しているためQ1はエミッタとベース間が導通
し、VRの値で決定される電流I0が流れる。又同時にQ1
Q2のベース,エミッタが互いに接続されているためQ2
エミッタとベース間が導通する。Q2は通常のトランジス
タとして動作し、コレクタ電流I1が流れる。この状態に
おいて、Q1とQ2のベース・エミッタ間電圧は各々同じ
で、かつQ1とQ2の特性がそろっているため、カレントミ
ラー効果によりQ2のコレクタ電流I1は、I0と等しくな
る。
なお、このカレント・ミラー回路はNPNトランジスタを
用いても同様の特性を得ることができる。さらにベー
ス,エミッタを互いに接続したトランジスタを追加する
ことによって、I0の入力電流と等しい出力電流が得られ
る2出力のカレント・ミラー回路も実現可能である。
第4図において、第5図(a)のトランジスタQ1,Q2
ら成るカレント・ミラー回路を第5図(b)の如く記号
化し、表わしている。第4図において、給電回路出力端
子A,BからZへ流れる電流ILは以下の様にして求まる。
但しカレントミラー回路の入力と出力の電流比は1対
1、OPA・OPBおよびQA,QBの増巾度は、回路動作に影響
がない程大きいものとする、又R0A=R0B,R1A=R1B,R2A
=R2Bとする。
端子AとVBB間電圧をVA,端子Bとアース間電圧をVB
すると Z・IL+VA+VB=|VBB| …(1)となる。
カレント・ミラー回路AA,ABに流れる入力電流IA,IBは以
下の式で表わせられる。
IA=(VA−VFA)/R0A …(2) IB=(VB−VFB)/R0B …(3) ここで、VFA,VFBはカレント・ミラー回路AA,ABの入力
電圧降下である。
入力電流IAはカレント・ミラー回路AAによってIA1,入
力電流IBはカレント・ミラー回路ABによってIB1となり
さらにカレント・ミラー回路BによってIB2となる。IA1
とIB2の加算された電流がカレント・ミラー回路Cによ
りIC1となり、さらにカレント・ミラー回路Dにより
IDB,IDAとなる。電流IDAはカレント・ミラー回路Eに
より電流IEAとなる。
さて、カレント・ミラー比は全て1対1の為、 IEA=IDB=IA+IB …(4) となり、回路が対称であるため、 IEA=IDB=2IA …(5) IEA=IDB=2IB …(6) となる。
演算増巾器OPA・OPBで制御される出力トランジスタQA,Q
Bに流れる電流との関係は、 2IA・R1A=R2A(IL−IA) …(7) 2IB・R1B=R2B(IL−IB) …(8) となる。ここでILは給電電流である。
(2)式および(7)式より、 (3)式、および(8)式より が成り立つ。ここで(9)式と(10)式の給電電流IL
等しく、R0A=R0B,R1A=R1B,R2A=R2Bであり、電圧降下
VFAとVFBもほぼ等しいため、 VA≒VB …(11) が成り立つ。
さらに(1)式,(9)式,(11)式より給電電流IL
求めると、 となる。なお、VBBは電源とする。
ここで、|VBB|−2VFAは電圧項であり、 は抵抗項であるので、オームの法則に従い、単純な抵抗
負荷と同様な給電電流特性ILが生じる。
Zは電話機および線路抵抗であるため、線路長によりIL
は変化する。ILとZの関係の例を第6図に示す。なお詳
細な数値については前述の文献に記載されている。
(発明の解決しようとする問題点) 以上説明した様に、従来の給電電源特性で給電すると線
路抵抗が小さい場合には給電電流が大きくなり、給電回
路の給電等価抵抗 で消費する電力が大きくなるという問題点があった。ま
た、構内交換機の場合、電話機の機種によっては給電電
流に応じて通話音量を変更する場合があるので、線路抵
抗が小さい場合でも給電電流を抵く調節しなくてはなら
ないという技術的課題があった。
(問題点を解決するための手段) 本発明は上記課題を解決するためになされたものであっ
て、電話機へ給電する給電回路の給電電流をレベル変換
した監視用の電流、又は給電端子電圧を電圧電流変換し
た監視用の電流を制御入力とし、給電電流を制御する給
電回路において、 前記監視用の電流を2出力型カレント・ミラー回路の入
力とし、第1の出力を抵抗で接地又は電源に接続し、さ
らにベースを前記第1の出力に、エミッタを前記入力
に、コレクタを電源もしくはアースに接続した給電電流
制限用トランジスタを設けて前記第2の出力を定電流的
に制限し、該第2の出力電流により給電回路の給電電流
を定電流的に制限しようとするものである。
以下、実施例を用いて、その作用、効果を詳細に説明す
る。
(実施例) 第1図はこの発明の実施例を示す回路図であって、A,B
は給電回路出力端子、Zは電気機および電話機までの線
路抵抗、QA,QBは出力トランジスタ、OPA,OPBは演算増
巾器、AA,AB,B,C2,D・Eはカレント・ミラー回路,
R0A,R0B,R1AR1B,R2A,R2B,R3は、給電電流を決定する
抵抗、QCは給電電流制限動作用トランジスタ、VBBは給
電用電源である。
第1図は従来技術で述べた第4図に回路にQCとR3および
R4追加し、カレントミラー回路C2の出力を2出力形とし
たものであり、トランジスタQCコレクタはアースに、ベ
ースはカレント・ミラー回路C2の第1の出力にエミッタ
はC2の入力にそれぞれ接続し、R3は一方をC2の第1の出
力に、他方を電源VBBに接続する。そして、抵抗R4をカ
レント・ミラー回路C2の入力側に設ける。
カレント・ミラー回路C2、トランジスタQC、抵抗R3,R4
から成る電流制限動作を第2図を用いて説明する。
第2図(a)は、トランジスタQ1,Q2,Q3から成る2出力
のカレント・ミラー回路を構成している。トランジスタ
QCのコレクタはアースに、ベースは第1の出力であるQ2
のコレクタへ、エミッタは、カレント・ミラー回路の入
力であるQ1のコレクタおよびベースに接続する。抵抗R3
の一端は第一の出力であるQ2のコレクタへ、他端をVBB
に接続する。カレントミラー回路の入力は抵抗R4が付加
され、電流源I0を介して電源VBBに接続される。
なお、トランジスタQ1,Q2,Q3は特性がそろっていて、か
つ電源増巾率も回路動作に影響がない程大きいものとす
る。また、トランジスタQCの電流増巾率も十分大きいも
のとする。この様な構成において、QCがOFF状態つまりQ
CはNPNトランジスタであるからQCのベース電圧がエミッ
タ電圧より低い状態では、通常のカレント・ミラー回路
と同様に動作し、入力電流I0と第1および第2の出力電
流I2,I1はそれぞれ等しくなる。次に入力電流I0が増加
しQCのベース電圧がエミッタ電圧より高くなる状態は以
下の式で表わせられる。
−(VFC+R4・I3)<−|VBB|+I2・R3…(13)
ここでVFCはカレント・ミラー入力の電圧降下、I3はト
ランジスタQCがOFF状態においてはI3=I0であり、ON状
態ではI3<I0で、 I0=I3+IQC …(14) が成り立つ。ここでIQCはトランジスタQCのエミッタ電
流であり、I2=I3となる。
トランジスタQCがON状態の時、I0が増加しても、 −(VFC+R4・I3)−(−|VBB|+I2・R3)=VBE…(1
5) の関係から、入力電流の増加分は全てQCがアースから流
すエミッタ電流IQCが流れることとなり、I3は増加しな
い。なお、VBEはトランジスタQCのベース,エミッタ間
の電圧である。
この様にして、電流源I0が増加しても、I3が増加しない
ため、カレント・ミラー回路の第1の出力電流I2,第2
の出力電流I1は一定となる。
以上、説明した作用により、入力電流が増加しても、出
力電流を一定にすることが出来る。
次に第1図の回路における給電電流特性について説明す
る。トランジスタQCのベース電圧がエミッタ電圧より低
い状態は −(VFC+R4・I0)>(−|VBB|+I2・R3…(16)
であり、QCはOFF状態でI3=IA1+IB2=I2=I1である。
この状態におけるILは従来技術で述べた給電電流(12)
式である。これはZ0の抵抗値が大きい状態では、ILが小
さくなり、端子AとVBB間電圧VA,端子Bとアース間電
圧VBが小さいためIA,IBも小さく、カレントミラーAA
出力IA1とカレントミラーAB経由カレントミラーBの出
力IB2の加算電流(IA1+IB2)も小さい状態である。
次にZ0が小さくなりVA,VBがそれぞれ増加し、IA1+IB2
が増加すると、I0,I2も増加し、トランジスタQCのベー
ス電圧がエミッタ電圧より高くなり、以下の様な状態と
なる。
(17)式,(18)式より以下の式が成立する。
−{VFC+R4・(IA1+IB2−IQC)}−(−|VBB|+I2・R
3)=VBE …(19) この場合、トランジスタQCのベース,エミッタは順方向
にバイアスされるため、VBE一定となり、“IA1+IB2”が
増加しても、IQCが増加し、(IA1+IB2-IQC)=I3は一定
となる。
つまり、カレント・ミラー回路C2の入力電流I3が一定で
あるから、第1の出力電流I2,第2の出力電力I1も一定
となる。
第2の出力電流I1が一定のためカレント・ミラー回路D
の入力も一定となり、第1の出力IDB,第2の出力IDA
よびカレント・ミラー回路Eの出力IEAも一定となる。
さらに、IEA,IDBが流れる抵抗R1A,R1Bの端子電圧も一
定となり、演算増巾器OPA・OPBのプラス入力,マイナス
入力共に同電位となる様動作し、R2A,R2Bに流れる電流
も一定となる。
このため、トランジスタQA,QBのコレクタ電流も一定と
なり、等価的にIL2も一定となる。
なお、この場合R0A,R0BをZに対して十分大きな値とし
ておくことが、IL′の変化量を小さくすることになる。
これはZの変化により端子電圧VA,VBが変化するため、I
L2に含まれるIA,IBが変化するためである。
Zが変化してIA,IBが増加しても、カレント・ミラー回
路C2の入力電流I3が一定となる点は(17)式より、 I3=(|VBB|−VFC-VEB)/(R3+R4) …(20)
よってR3+R4を適当に設定すことによりIL2を一定とする
点が設定できる。この様にして給電電流を定電流的に給
電した時の特性を第3図に示す。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したようにこの発明によれば給電回路
の給電電流を線路抵抗が小さい場合に第3図に示すごと
く定電流的に給電するので給電回路の消費電力の減少お
よび電話機からの音量を適正とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る給電回路の実施例を示す回路図、
第2図は第1図の給電回路の定電流化作用を説明するた
めのカレント・ミラー回路の回路図、第3図は第1図の
給電回路の給電特性を説明するための図、第4図は従来
の給電回路の例を示す回路図、第5図は従来の給電回路
に用いられるカレント・ミラー回路の説明図、第6図は
従来の給電回路の給電特性を説明するための図である。 AA,AB,B,C2,D,E…カレント・ミラー回路、VBB…給電電
源、OPA・OPB…演算増巾器、QA,QB,QC…トランジス
タ、Z…電話機および線路抵抗の負荷。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電話機へ給電する給電回路の給電電流をレ
    ベル変換した監視用の電流、又は給電端子電圧を電圧電
    流変換した監視用の電流を制御入力とし、給電電流を制
    御する給電回路において、 前記監視用の電流を、第1及び第2の出力を有する2出
    力型カレント・ミラー回路の入力とし、 前記第1の出力を抵抗で接地又は電源に接続し、 さらにベースを前記第1の出力に、エミッタを前記入力
    に、コレクタを電源もしくはアースに接続した給電電流
    制限用トランジスタを設けて前記第2の出力を定電流的
    に制限し、該第2の出力電流により給電回路の給電電流
    を定電流的に制限することを特徴とする給電回路。
JP62159858A 1987-06-29 1987-06-29 給電回路 Expired - Lifetime JPH0681206B2 (ja)

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