JPH10224522A - 電話機用の電源供給回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用される電流の値がほぼ一定であるように
制御することのできる電源供給回路の提供 【解決手段】 電位がVLN の入力端子で電源供給電流IS
を受け取り電圧VDD を供給することを意図し、キャパシ
タンスCS；電流ISを用いてキャパシタンスCSに充電でき
る第１トランジスタT1；電流ISを規準端子VSS の方へ進
路を変えさせて上記充電を阻止することのできる第２ト
ランジスタT2；入力電圧VLN 及び出力電圧VDD の関数と
して第１，第２トランジスタT1，T2の導通を制御する制
御モジュールT3，T4；を含む電源供給回路SCが、電源供
給電流ISを制御するすることのできる測定モジュールを
更に含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電話機用の電源供
給回路であって、該回路には入力端子と出力端子と規準
端子とが設けられて、該規準端子の電位は上記回路全体
のための規準電位として用いられることが意図され、上
記入力端子と規準端子とは整流ブリッジを経由して電話
回線に接続されて電源供給電流と称する電流を受け取り
且つ供給することが意図され、また上記電源供給回路
は： − 出力端子と規準端子との間に配置されるキャパシタ
ンスと； − 入力端子と出力端子との間に、そのコレクタ・エミ
ッタの経路が配置される第１トランジスタと； − 入力端子と規準端子との間に、そのコレクタ・エミ
ッタの経路が配置される第２トランジスタと； − 入力端子の電位と出力端子の電位との比較を行うこ
とが意図され、また、その比較の結果にその値が依存す
る電流であってその総和をバイアス電流と称するところ
の、導通電流及びそれと相補的な電流をそれぞれ第１ト
ランジスタのベース電極及び第２トランジスタのベース
電極に導入することが意図される制御モジュールと；を
有して成る電源供給回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】このタイプの電源供給回路は、ヨーロッ
パ特許出願第0 681 389 A2号から既知である。この回路
の機能は、適切なデバイスを用いて規制された後の電源
電圧を電話機の内部の他の回路に供給する意図で、その
出力端子から電圧を供給するものである。この電源供給
回路では、出力端子の電位が入力端子の電位よりも低い
ときに導通電流(conduction current)を用いて第１トラ
ンジスタがオンに切り替えられる。このことにより電源
供給電流を用いてキャパシタンスの充電が許容される。
その電源供給電流が回路の正常な動作条件におけるキャ
パシタンスの充電に必要な電流より大きいときには、余
分の電流は第２トランジスタを経由して規準端子の方へ
進路を変える、すると該第２トランジスタのベース電極
は、導通電流と相補的であってこの第２トランジスタの
コンダクタンスを開始するのに十分な大きさの値を持つ
電流を受け取る。もし入力端子の電位が出力端子の電位
よりも低いならば、該第２トランジスタのベース電極
は、このトランジスタが電源供給電流の全量を運ぶこと
を可能とさせるのに十分な程大きい電流を受け取り、ま
たそのとき、第１トランジスタの導通は阻止され、従っ
てキャパシタンスの充電も阻止される。

【０００３】この操作は理論的には上記電源供給回路
が、電源供給の目的で使うことのできる電源供給電圧を
供給し、また一方で一定値の電源供給電流を通すことを
可能にさせる。実際にもし通った電流の値が変動したと
するならば、電話機の場合には電源供給電流がそれから
取り出されるところのライン電流と称する電流の交流コ
ンポネントにより具体化される情報の変動がそれによっ
て起こされる。

【０００４】しかし、トランジスタの利得が、そのコレ
クタ・エミッタ経路を通って流れる電流の値に依存する
ことは周知である。従って、第１又は第２トランジスタ
を通って流れる電流の強力な変動は、瞬間的な利得のか
なりの変動を伴う。もしバイアス電流が一定のままにな
っているならば、このことは、電源供給回路により使用
される電流が変動の原因となり得ることを意味する。更
にまた、入力端子の電位の変動による第１及び第２トラ
ンジスタのコレクタ・エミッタ電圧の変動は、アーリー
(Early) 効果により、これらのトランジスタを通って流
れる電流の値の変動を導入する。これらの現象は電源供
給回路により使用される電流の値の変動を引き起こし、
従ってライン電流によって運ばれる情報を混乱させるこ
とになり、それは許されるものではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電源
供給回路により使用される電流の値がほぼ一定であるよ
うに制御することのできるような電源供給回路を提供す
ることにより、上述の不都合を改善することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、冒頭に
記載の電源供給回路は、該電源供給回路が更に測定モジ
ュールをも有し、該測定モジュールには、電源供給電流
と予め定められたしきい値との比較を行うための手段
で、且つこの比較の結果の変動とは反対の方向にバイア
ス電流の値を変動させるための手段が設けられているこ
とを特徴とする。

【０００７】そのような電源供給回路にあっては、もし
例えば電源供給電流が顕著な程度にまで増大するなら
ば、すなわちしきい値を越えて増大するならば、この変
動が検出され、バイアス電流の減少を生じさせ、従って
第１及び第２トランジスタのベース電流の値の減少を生
じさせ、それにより実効的に電源供給回路を通る電流を
一定の値に保持し、該電流は例えば第１トランジスタの
みが導通している場合の利得と導通電流との積に等し
い。

【０００８】本発明の１つの特定の実施例では、上記制
御モジュールが、差分対として配置される第３トランジ
スタと第４トランジスタとを含み、これらのトランジス
タのベース電極は、入力端子及び出力端子にそれぞれ接
続され、またこれらのトランジスタのコレクタ電極は、
第１トランジスタT1のベース電極及び第２トランジスタ
T2のベース電極にそれぞれ接続され、上記差分対はバイ
アス電流を用いてバイアスされることが意図されること
を特徴とするところの上述のような電源供給回路を提供
する。

【０００９】このような制御モジュールの構造は、第１
及び第２トランジスタの導通の容易な制御を許容し、入
力端子及び出力端子の電位は第３及び第４トランジスタ
のコレクタ電流の相対的割合を定め、従って該電流がそ
のベース電極を通過する第１及び第２トランジスタの振
舞を定める。更にまた、入力端子及び出力端子の電位の
値の関数としての第３及び第４トランジスタのコレクタ
電流の成長は１つのトランジスタから他のトランジスタ
への漸進的スイッチングを許容し、それが電源供給電流
中の、従ってライン電流中の、１つのトランジスタと他
のトランジスタとの間の瞬間的スイッチングの場合に起
こるであろう雑音の生成を防止することを可能とさせ
る。

【００１０】本発明の１つの好適実施例は、上記測定モ
ジュールが： − 予め定められた値の第１電流を供給する第１電流源
にその入力分枝が接続されており、またその出力分枝が
差分対のトランジスタの相互接続されたエミッタ電極に
接続されているところの電流ミラーと； − 電源供給電流を表す信号を受け取ることを意図する
入力を持ち、また、その値が上記電源供給電流の分数で
ある電流を供給することを意図する出力を持つ電流分割
器と； − 該電流分割器の出力と規準端子との間に接続され
て、予め定められた値の第２電流を供給することを意図
するところの第２電流源と； − 上記電流分割器の出力にそのベース電極が接続さ
れ、電流ミラーの入力分枝と規準端子との間にそのコレ
クタ・エミッタ経路が配置されている第５トランジスタ
と；を有することを特徴とする。

【００１１】この実施例はその単純性と利用の柔軟性と
の故に有利である。実際、この電源供給回路にあって
は、バイアス電流は、最初の開始フェーズ(starting ph
ase)のうちは第１電流源により供給される電流の値に等
しい。その次に来る永続フェーズ(permanent phase) に
なって、電流分割器の出力電流が第２電流源の供給する
電流の値より大きくなるときに、すなわちこれと等価で
あるところの、電源供給電流が、第２電流源の供給する
電流値と電源供給電流の電流値対分割器の出力電流の電
流値の比との積によりその値が与えられるしきい値より
大きいときに、第５トランジスタが導通となり、第１電
流源の供給する電流の一部が規準端子の方へ向かって進
路を変え、こうしてバイアス電流の値を減少させる。ラ
イン電流の値としきい値との差が大きくなるにつれて、
進路を変えた電流の値は大きくなる。従って実現される
補償の大きさは電源供給電流の変動の大きさに自動的に
順応する。

【００１２】この型の電源供給回路は電話機内部の種々
の回路の電源供給のために使うことができる。従って本
発明は、 − 電話回線に接続されることが意図されている２つの
交流端子と、ライン電流と名付ける整流された電流を供
給すること及び受け取ることがそれぞれ意図されている
第１直流端子及び第２直流端子と、を持つ整流ブリッ
ジ； − 上記直流端子間に接続され、ライン電流により運ば
れた情報を処理することが特に意図されているインター
フェース・モジュール；及び − 電話機のユーザーの与える命令を受け取り且つ処理
することが意図されているところの、正電源供給端子を
具え且つ整流ブリッジの直流端子の一方に接続された負
電源供給端子を具えるマイクロコントローラ；を有して
成る電話機において： − 上述の電源供給回路を更に含み、該電源供給回路の
入力端子は整流ブリッジの直流端子に接続され、出力端
子は上記マイクロコントローラの正電源供給端子に接続
され；また − 電圧規制モジュールをも含み、該電圧規制モジュー
ルは電源供給回路の出力端子と規準端子との間に接続さ
れて、上記出力端子定数の電位の平均値を維持すること
が意図される；ことを特徴とする電話機に関する。

【００１３】本発明のこれらの及びその他の態様は以下
に詳述する実施例により明らかにされるであろう。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明による電源供給回路SCの概略
図である。この電源供給回路は、電位がVLN である入力
端子と、電圧VDD を供給することが意図される出力端子
と、全回路の電位規準としてその電位VSS が使われるこ
とを意図されている規準端子と、を持つ。入力端子及び
規準端子は、整流ブリッジを介して電話回線に接続され
ることが意図され、そして電源供給電流ISと呼ばれる電
流を供給したり受け取ったりすることが意図される。こ
の電源供給回路SCは： − 出力端子と規準端子との間に配置されているキャパ
シタンスCS； − 入力端子と出力端子との間に、そのコレクタ・エミ
ッタ間の経路が配置されている第１トランジスタT1； − 入力端子と規準端子との間に、そのコレクタ・エミ
ッタ間の経路が配置されている第２トランジスタT2；及
び − 差分対として配置されている第３トランジスタT3と
第４トランジスタT4とを含む制御モジュール；を有して
成り、これらのトランジスタT3, T4のベース電極はそれ
ぞれ入力端子，出力端子に接続され、またこれらのトラ
ンジスタT3, T4のコレクタ電極はそれぞれ第１トランジ
スタT1のベース電極，第２トランジスタT2のベース電極
に接続され、上記差分対はバイアス電流IPを用いてバイ
アスされることが意図される。

【００１５】差分対T3, T4は入力端子の電位VLN を出力
端子の電位VDD と比較する。第３トランジスタT3のコレ
クタ電流と第４トランジスタT4のコレクタ電流とは相補
的であり、第１トランジスタT1と第２トランジスタT2と
の導通を制御する。もし入力端子の電位VLN が出力端子
の電位VDD より高ければ、第３トランジスタT3はオンに
切り替えられ、第４トランジスタT4はオフに切り替えら
れる。従って第１トランジスタT1はオンになり、第２ト
ランジスタT2はオフになる。このことが電源供給電流IS
を用いてキャパシタンスCSへの充電を許容する。もし電
位VLN と電位VDD とが相互に接近しているならば、第３
トランジスタT3と第４トランジスタT4とは各々が、電位
VLN 及びVDD の相対値に依存するところのバイアス電流
IPの一部を運ぶ。すると第１トランジスタT1及び第２ト
ランジスタT2は各々が、やはり電位VLN 及びVDD の相対
値に依存するところの電源供給電流ISの一部を運ぶ。従
ってキャパシタンスCSへの充電は維持される。最後に、
もし入力端子の電位VLN が出力端子の電位VDD より低け
れば、第３トランジスタT3はオフに切り替えられ、第４
トランジスタT4はオンに切り替えられる。従って電源供
給電流ISの全量が第２トランジスタT2を経由して規準端
子へと進路を変えて、キャパシタンスCSへの充電は阻止
される。それにも拘わらず、上記キャパシタンスCSはそ
の端子に蓄えられていた電圧VDD を供給する。そうする
と、たとえ入力端子の電位VLN が強力な瞬間的減少を起
こした場合においてさえも、出力端子は電圧VDD を供給
する。入力端子及び出力端子と、第３及び第４トランジ
スタのベース電極との間に、オフセット電圧源をそれぞ
れ設けることも可能であり、それによりこれらの電圧源
は第３トランジスタT3及び第４トランジスタT4の導通条
件の微調整を許容し、従って、特に入力端子の電位VLN
と出力端子の電位VDD とが相互に接近している範囲で、
第１トランジスタT1及び第２トランジスタT2の導通条件
の微調整を許容する。

【００１６】電源供給回路SCはまた測定モジュールをも
有して成り、該測定モジュールは、電源供給電流ISの値
を予め定められたしきい値と比較するため、及びバイア
ス電流IPの値をこの比較の結果の変動とは反対の方向に
変動させるための手段を具える。図１に示す実施例で
は、この測定モジュールは： − 予め定められた値の第１電流をその入力分枝が供給
する第１電流源IOに接続されており、またその出力分枝
が差分対のトランジスタT3, T4の相互接続されたエミッ
タ電極に接続されているところの電流ミラーMI； − 電源供給電流ISを表す信号であってこの場合には該
電流がそれを通って流れる抵抗RLの端子に存在する電圧
で構成される信号を受け取ることを意図するところの入
力と、その値が上記電源供給電流の分数である電流Idi
v, すなわち例えばIdiv＝IS/Nである電流Idiv, を供給
することを意図するところの出力と、を持つ電流分割器
DIV ； − 電流分割器DIV と規準端子との間に接続されて、予
め定められた値の第２電流を供給することを意図すると
ころの第２電流源Iref；及び − 上記電流分割器DIV の出力にそのベース電極が接続
され、電流ミラーMIの入力分枝と規準端子との間にその
コレクタ・エミッタ接合が配置されている第５トランジ
スタT5；を有する。

【００１７】この実施例においては、バイアス電流IP
は、開始フェーズ(starting phase)の間は第１電流源IO
により供給される電流の値に等しい。永続フェーズ(per
manentphase) の開始に当たり電流分割器DIV の出力電
流Idivが第２の予め定められた値Irefより大きくなると
き、すなわちこれと等価であるところの電源供給電流IS
が N×Irefという値のしきい値より大きいときに、第５
トランジスタT5がオンに切り替えられて、第１電流源IO
の供給する電流の一部ITが規準端子の方へ向かって進路
を変える。従ってバイアス電流IPの値は減少し、IO−IT
に等しくなる。実効的にキャパシタンスCSに充電するも
のとされる電流ISの値は、β(t1)が第１トランジスタT1
の利得を表すとするときβ(t1)×IPに等しく、従って該
電流ISは一定の平均値のままである。上述の制御ループ
のフィードバック時間はライン電流のACコンポネントの
周期に対し十分に小さいので、電源供給電流ISの瞬間的
変動は上記ライン電流の運ぶ情報に何らの影響をももた
らさない。電源供給電流ISとしきい値 N×Irefとの差が
大きくなるにつれて、進路を変えた電流ITの値は大きく
なる。従って操作される補償の大きさは電源供給電流IS
の変動の大きさに自動的に順応する。

【００１８】図１の実施例では、トランジスタT1及びト
ランジスタT2は PNP型のトランジスタであり、トランジ
スタT5は NPN型のトランジスタであるが、当業者の容易
に想定し実現し得る何らかの装置が作られるものとすれ
ばその原理が上記と類似の構造を用いることにより極性
が逆のトランジスタを使うことも可能である。図１に示
す回路では電流源IOは第５トランジスタT5のコレクタ電
極と外部電圧源との間に配置されている。この実施例の
一変形では、上記コレクタ電極を第２の電流ミラーの出
力分枝に接続し、該第２の電流ミラーの入力分枝は第１
電流源IOを経由して規準端子に接続する、ということも
可能である。

【００１９】図２は、本発明による制御回路が電圧を生
成するためにその中で使われている電話機の概略図であ
って、該電圧はこの電話機の中にある少なくとも１個の
他の回路の電源供給用に使われる。この電話機は： − 電話回線に接続されることが意図されている交流端
子と名付ける２つの端子L1, L2と、ライン電流と名付け
る整流された電流ILN を供給すること及び受け取ること
が意図されている第１直流端子及び第２直流端子と、を
持つ整流ブリッジDB； − ２つの直流端子間に接続され、ライン電流ILN によ
り運ばれた情報を処理することが特に意図されているイ
ンターフェース・モジュールIM；及び − 電話機のユーザーの与える命令を受け取り且つ処理
することが意図されているところの、正電源供給端子を
具え且つ整流ブリッジDBの直流端子の一方に接続された
負電源供給端子を具えるマイクロコントローラMC；を有
する。

【００２０】この電話機はまた、上述のような電源供給
回路SCをも含み、該電源供給回路SCの入力端子は整流ブ
リッジDBの直流端子に接続され、出力端子はマイクロコ
ントローラMCの正電源供給端子に接続され、更にまた、
規制モジュールRMをも含み、該規制モジュールRMは電源
供給回路の出力端子と規準端子との間に接続されて、上
記出力端子定数の電位VDD の平均値を維持することが意
図されている。

【００２１】この構造は規制された電源供給電圧VDD が
マイクロコントローラMCに供給されることを許容し、該
電圧は使用される規制モジュールの型に依存るが、それ
は例えば、該モジュールがツェナー(Zener) ダイオード
で構成されるときには 3.3ボルト程度であろう。この電
圧VDD は電源供給電流ISを用いて電源供給回路SCにより
造り出されたもので、その直流コンポネントの値はライ
ン電流ILN の直流コンポネントに比して小さく、ライン
電流ILN の交流コンポネントのもたらす情報を妨げない
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の好適実施例による電源供給回
路の電気的な概略回路図である。

【図２】図２は、本発明による電源供給回路を含む電話
機の機能概略図である。

【符号の説明】

CS キャパシタンス DIV 電流分割器 Idiv 電源供給電流の分数（＝IS/N） IO 第１電流源 IP バイアス電流 IS 電源供給電流 MI 電流ミラー RL 抵抗 SC 電源供給回路 T1, T2, T3, T4, T5 トランジスタ VDD 電源供給回路の出力端子が供給する電圧 VLN 電源供給回路の入力端子の電位 VSS 電源供給回路全体の規準電位

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電話機用の電源供給回路であって、該回
   路には入力端子と出力端子と規準端子とが設けられて、
   該規準端子の電位は上記回路全体のための規準電位とし
   て用いられることが意図され、上記入力端子と規準端子
   とは整流ブリッジを経由して電話回線に接続されて電源
   供給電流と称する電流を受け取り且つ供給することが意
   図され、また上記電源供給回路は：出力端子と規準端子
   との間に配置されるキャパシタンスと；入力端子と出力
   端子との間に、そのコレクタ・エミッタの経路が配置さ
   れる第１トランジスタと；入力端子と規準端子との間
   に、そのコレクタ・エミッタの経路が配置される第２ト
   ランジスタと；入力端子の電位と出力端子の電位との比
   較を行うことが意図され、また、その比較の結果にその
   値が依存する電流であってその総和をバイアス電流と称
   するところの、導通電流及びそれと相補的な電流をそれ
   ぞれ第１トランジスタのベース電極及び第２トランジス
   タのベース電極に導入することが意図される制御モジュ
   ールと；を有して成る電源供給回路において、 該電源供給回路は更に測定モジュールをも有し、該測定
   モジュールには、電源供給電流と予め定められたしきい
   値との比較を行うための手段で、且つこの比較の結果の
   変動とは反対の方向にバイアス電流の値を変動させるた
   めの手段が設けられていることを特徴とする電源供給回
   路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電源供給回路におい
   て、上記制御モジュールは、差分対として配置される第
   ３トランジスタと第４トランジスタとを含み、これらの
   トランジスタのベース電極は、入力端子及び出力端子に
   それぞれ接続され、またこれらのトランジスタのコレク
   タ電極は、第１トランジスタT1のベース電極及び第２ト
   ランジスタT2のベース電極にそれぞれ接続され、上記差
   分対はバイアス電流を用いてバイアスされることが意図
   されることを特徴とする電源供給回路。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の電源供給回路におい
   て、上記測定モジュールは：予め定められた値の第１電
   流を供給する第１電流源にその入力分枝が接続されてお
   り、またその出力分枝が差分対のトランジスタの相互接
   続されたエミッタ電極に接続されているところの電流ミ
   ラーと；電源供給電流を表す信号を受け取ることを意図
   する入力を持ち、また、その値が上記電源供給電流の分
   数である電流を供給することを意図する出力を持つ電流
   分割器と；該電流分割器の出力と規準端子との間に接続
   されて、予め定められた値の第２電流を供給することを
   意図するところの第２電流源と；上記電流分割器の出力
   にそのベース電極が接続され、電流ミラーの入力分枝と
   規準端子との間にそのコレクタ・エミッタ経路が配置さ
   れている第５トランジスタと；を有することを特徴とす
   る電源供給回路。
4. 【請求項４】 電話回線に接続されることが意図されて
   いる２つの交流端子と、ライン電流と名付ける整流され
   た電流を供給すること及び受け取ることがそれぞれ意図
   されている第１直流端子及び第２直流端子と、を持つ整
   流ブリッジ；上記直流端子間に接続され、ライン電流に
   より運ばれた情報を処理することが特に意図されている
   インターフェース・モジュール；及び電話機のユーザー
   の与える命令を受け取り且つ処理することが意図されて
   いるところの、正電源供給端子を具え且つ整流ブリッジ
   の直流端子の一方に接続された負電源供給端子を具える
   マイクロコントローラ；を有して成る電話機において、
   該電話機は：請求項１ないし３のうちのいずれか１項に
   記載の電源供給回路を更に含み、該電源供給回路の入力
   端子は整流ブリッジの直流端子に接続され、出力端子は
   上記マイクロコントローラの正電源供給端子に接続さ
   れ；また電圧規制モジュールをも含み、該電圧規制モジ
   ュールは電源供給回路の出力端子と規準端子との間に接
   続されて、上記出力端子定数の電位の平均値を維持する
   ことが意図される；ことを特徴とする電話機。