專利名稱：供給電壓切換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)備，它用作在不同的供給電壓間為響應(yīng)負(fù)載改變電壓的要求自動(dòng)切換負(fù)載。
背景技術(shù)：
用戶線路接口電路(SLIC)用于提供雙線電路，它具有一饋電特性，即使線路電壓以及線路電流成為線路負(fù)載的功能。
當(dāng)線路開路時(shí)，它提供最大的電壓而同時(shí)電流為零。對(duì)于SLIC的功能，它必須訪問一供給電壓，這個(gè)供給電壓比所需的線電壓略高。
當(dāng)線路閉合時(shí)，即當(dāng)線路被加載時(shí)，線路電壓將下降而線路電流將增加，這將依賴于線路和負(fù)載的電阻總和。
供給電壓與線電壓的差將用于通過SCIC產(chǎn)生流經(jīng)SLIC的線路電流。這將導(dǎo)致在SLIC中的功率消耗。
在SLIC中的功率消耗當(dāng)短線路時(shí)最高，即當(dāng)線路和負(fù)載的總電阻為低時(shí)。
在許多情況下，在SLIC中接受功率損耗，在某一情況下，為了保持低的最大功率損耗，在每條線路上可利用一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器。為了適應(yīng)目前的線路負(fù)載，連續(xù)控制各自轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。然而，利用這樣的轉(zhuǎn)換器導(dǎo)致干擾輻射并且提高了電路的復(fù)雜性的不利情況。
通過對(duì)眾多不同供給電壓的接入，在SLIC中的功率損耗是通過對(duì)供給電壓的切換來降低的，這時(shí)供給電壓具有最低足夠的絕對(duì)值。
為了提供一適合的供給電壓，利用一個(gè)開關(guān)是已知的。然而，這種解決辦法要求在不同電壓間的切換判定級(jí)別具有某種滯后作用，以致在任何時(shí)間開關(guān)僅向后或向前切換的情況下不被終止。另外，不同電壓間切換導(dǎo)致用于驅(qū)動(dòng)SLIC放大器的供給電壓步進(jìn)方式的改變，這將引起干擾。
本發(fā)明的簡(jiǎn)要介紹本發(fā)明的目的是提供一種供給電壓切換設(shè)備，它不具有上述的不利之處，并且把具有改變電壓要求的負(fù)載中的功率損耗降到最低。
此目的通過按照本發(fā)明的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，此設(shè)備相應(yīng)于負(fù)載改變電壓的要求用于在不同的供給電壓間自動(dòng)切換一個(gè)負(fù)載。其中，設(shè)備主要包括若干個(gè)模擬系列調(diào)節(jié)器，它的供給電壓連接端被連接到各自的一個(gè)上述的供給電壓，它的輸出端以一個(gè)并且相同的方向?qū)?yīng)于各自的流入/流出負(fù)載的傳導(dǎo)電流被連接到負(fù)載，為了響應(yīng)負(fù)載對(duì)電壓的要求，系列調(diào)節(jié)器的參考電壓輸入端以這樣方式被提供獨(dú)立的參考電壓，即與絕對(duì)值較大的供給電壓連接的系列調(diào)節(jié)器比與絕對(duì)值較小的供給電壓連接的系列調(diào)節(jié)器適合被提供一個(gè)絕對(duì)值較小的參考電壓，并且以此力求在它的輸出端輸出一個(gè)輸出電壓，其與連接了一個(gè)具有較小絕對(duì)值的供給電壓的系列調(diào)節(jié)器所力求輸出的輸出電壓相比具有較小絕對(duì)值。
附圖
的簡(jiǎn)要說明以下根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明，其中，唯一附圖在負(fù)載處以示意表明的SLIC形式介紹了按照本發(fā)明的設(shè)備。
參考實(shí)施例圖中，1總體表示一設(shè)備，它為了響應(yīng)負(fù)載改變電壓的要求，在不同供給電壓的預(yù)定數(shù)目間自動(dòng)切換負(fù)載。
在實(shí)施例中示出，負(fù)載包括一個(gè)以簡(jiǎn)圖介紹的SLIC2，它具有兩個(gè)輸出放大器3和4，它們用于提供具有兩條線A和B的用戶線路，在另一端它和用戶站L相連。
SLIC2被連接在地G和按照本發(fā)明的切換設(shè)備1之間。
在實(shí)施例中指出，切換設(shè)備1包括三個(gè)模擬系列調(diào)節(jié)器5、6和7，但如同用虛線表示的可以有多于三個(gè)的系列調(diào)節(jié)器。當(dāng)然，應(yīng)該指出也許有可能少于三個(gè)系列調(diào)節(jié)器。系列調(diào)節(jié)器5、6和7的輸出端和SLIC2相連，并且適合分別地以一個(gè)并且相同方向到/從SLIC2傳導(dǎo)電流。如實(shí)施例中所示，這種功能分別通過二極管8、9和10來表示。
每個(gè)系列調(diào)節(jié)器5、6和7都分別具有一個(gè)供給電壓連接端11、12和13，分別與單獨(dú)的供給電壓VB1，VB2和VB3相連。
VB3是具有最有最大絕對(duì)值的供給電壓。在本實(shí)施例中，VB3被假定為-48V，即等于電池電壓，在這種情況下，供給電壓VB2和VB1的絕對(duì)值預(yù)定低于供給電壓VB3，并且例如分別為-30V和-15V。
另外，每個(gè)系列調(diào)節(jié)器5、6和7各自具有一個(gè)參考電壓輸入端14、15和16。在本實(shí)施例中，分別被提供一個(gè)單獨(dú)的負(fù)參考電壓VR1、VR2和VR3，以便響應(yīng)SLIC2的負(fù)電壓要求。
在實(shí)施例中指出，VR3與理想的負(fù)SLIC電壓一致，然而，參考電壓VR2和VR1與絕對(duì)值預(yù)定大于VR3的電壓一致，例如VR2＝VR3-0.5和VR1＝VR3-1.0V，如在圖中用電池組簡(jiǎn)圖所示一樣。這樣VR2比VR3更負(fù)，然而VR1比使用了負(fù)電壓的實(shí)施例中的VR3和VR2二者更負(fù)。
因此，根據(jù)本發(fā)明，具有較大絕對(duì)值的供給電壓的系列調(diào)節(jié)器被提供了一個(gè)與具有較小絕對(duì)值的供給電壓連接的系列調(diào)節(jié)且相比較小絕對(duì)值的參考電壓。
在實(shí)施例中指出，與具有最大絕對(duì)值的供給電壓VR3相連的系列調(diào)節(jié)器7，力求在它的輸出端輸出一個(gè)到SLIC2的輸出電壓。與其它的系列調(diào)節(jié)器5和6所力求輸出的輸出電壓相比，具有低的絕對(duì)值。與具有次最大絕對(duì)值的供給電壓VB2相連的系列調(diào)節(jié)器6，在它的輸出端力求輸出一個(gè)到SLIC2的輸出電壓，它的絕對(duì)值是其它系列調(diào)節(jié)器5和7力求輸出的輸出電壓中次最小的。以相應(yīng)的方式，在實(shí)施例中所示的系列調(diào)節(jié)器5，與具有供給電壓VB1、VB2和VB3中最低絕對(duì)值的供給電壓VB1相連，在它的輸出端將力求輸出一個(gè)到SLIC2的輸出電壓，與其它系列調(diào)節(jié)器6和7力求輸出的輸出電壓相比，它的絕對(duì)值較大。
在這個(gè)連接中，應(yīng)當(dāng)注意一個(gè)系列調(diào)節(jié)器，當(dāng)然在其輸出端不能輸出一個(gè)電壓，這個(gè)電壓超過提供給它的供給電壓連接端的供給電壓。
從下面的例子明顯看出，SLIC2的輸出放大器將因此通過按照本發(fā)明的切換設(shè)備1的方法被提供了不同的供給電壓VB1、VB2和VB3。來自實(shí)施例中所示的SLIC2的電流自動(dòng)流向具有最低的足夠絕對(duì)值的供給電壓。因此，在SLIC2中的功率損耗最小。
這樣，來自SLIC2的電流將在系列調(diào)節(jié)器5、6和7間變換方向，以致于對(duì)于每個(gè)輸出電壓來說，電流將流過給出最低功率損耗的系列調(diào)節(jié)器。
從下面的例子可以明顯看出，當(dāng)從一個(gè)系列調(diào)節(jié)器向其它的系列調(diào)節(jié)器傳送時(shí)，存在一個(gè)窄的電壓范圍，在這個(gè)電壓范圍內(nèi)，兩系列調(diào)節(jié)器同時(shí)被導(dǎo)通。因此，將得到一個(gè)持續(xù)傳送，并且實(shí)際上將因此不出現(xiàn)干擾。
根據(jù)本發(fā)明，從切換設(shè)備1到SLIC2的輸出電壓可通過箝位二極管17箝位，以便選擇絕對(duì)值低于供給電壓VB1、VB2和VB3的電壓VB4。如果SLIC2二端的電壓的理想值，即參考電壓VB3，低于電壓VB4，來自SLIC2的電流將流過箝位二極管17，并且到SLIC2的輸入電壓將被箝位，即鎖定在VB4。
在這個(gè)連接中，應(yīng)當(dāng)指出按照本發(fā)明的供給電壓切換設(shè)備，在它的最簡(jiǎn)形式(沒有指出)中，僅包括一個(gè)系列調(diào)節(jié)器和一個(gè)箝位二極管。在這種情況下，僅有兩個(gè)供給電壓被切換到SLIC。
下面將參考SLIC2四種不同的電壓要求，對(duì)切換設(shè)備的功能作更詳細(xì)介紹。
象上面一樣，假設(shè)VB3＝-48V，VB2＝-30V和VB1＝-15V。
如上所述，供給電壓VB4的絕對(duì)值低于供給電壓VB1、VB2和VB3的絕對(duì)值。鑒于這個(gè)情況，假設(shè)VB4＝-10V。
從上面也可看出，參考電壓VR3等于SLIC所要求的理想的電壓值。同時(shí)在本實(shí)施例中參考電壓VR2＝VR3-0.5V和VR1＝VR3-1.0V。
例(1)假設(shè)SLIC2所要求的電壓為-8V，即，VR3＝-8V。
根據(jù)以上內(nèi)容得出，VR2＝-8.5V，VR1＝-9V。
在系列調(diào)節(jié)器7、6和5的輸出端上的電壓，即二極管10、9和8各自負(fù)極上的電壓因而將分別為-8V、-8.5V和-9V。
箝位二極管17負(fù)極上的電壓永遠(yuǎn)為VB4，即為-10V。
在本例中，負(fù)極處于最低電壓的箝位二極管將為正向偏壓。同時(shí)，所有的二極管8、9和10將為反向偏壓。為切換設(shè)備1、箝位二極管17的陽極和SLIC2共有的互連點(diǎn)的電壓因此為-10V，并且來自SLIC2的電流將必然流過正向偏壓的箝位二極管17到達(dá)VB4。因此，任一個(gè)系列調(diào)節(jié)器5、6和7都不傳導(dǎo)任何電流。
在本例中，SLIC2兩端的電壓將為10V。如果既無切換設(shè)備1也無箝位二極管17存在，SLIC2的供給電壓應(yīng)為-48V，因而，經(jīng)過SLIC2的電壓差為48，它當(dāng)然將引起SLIC2中相當(dāng)高的功率損耗。
例(2)假設(shè)SLIC2所要求的電壓變?yōu)?12V即VR3＝-12V。
根據(jù)以上內(nèi)容得出，VR2＝-12.5V和VR1＝-13V在系列調(diào)節(jié)器7、6和5輸出端上的電壓，即二極管10、9和8各自負(fù)極上的電壓因而將分別為-12V、-12.5V和-13V。
箝位二極管17負(fù)極上的電壓仍永遠(yuǎn)為-10V。
現(xiàn)在最低電壓被加到二極管8的負(fù)極，它必然變?yōu)檎蚱珘?，同時(shí)所有的二極管17、9和10變?yōu)榉聪蚱珘?。為切換設(shè)備1、箝位二極管17的陽極和SLIC2共有的互連點(diǎn)的電壓因而將為-13V，因此，來自SLIC2的電流將必然流經(jīng)二極管8到達(dá)VB1。
因此，在這種情況下，一種單獨(dú)的系列調(diào)節(jié)器，即系列調(diào)節(jié)器5傳導(dǎo)電流。
通過要求電壓從-8V到-12V的改變，供給電壓的供給將因此從VB4轉(zhuǎn)換到VB1。
在本例中，經(jīng)過SLIC2的電壓差將為13V，而經(jīng)過系列調(diào)節(jié)器5的電壓差將為2V。
在這種情況下，來自SLIC2的電流也將流到具有最低足夠絕對(duì)值的供給電壓，即VB1＝-15V。
例(3)假設(shè)SLIC2所要求的電壓變?yōu)?14.5V，即VR3＝-14.5V。
得出VR2＝-15V和VR1＝-15.5V。
在系列調(diào)節(jié)器7和6輸出端上的電壓，即二極管10和9的負(fù)極上的電壓因而將分別為-14.5V和-15V，同時(shí)力求輸出-15.5V的系列調(diào)節(jié)器5，在它的輸出端不能輸出大于-15V的電壓，即供給電壓VB1。這樣二極管8的負(fù)極電壓將為-15V，即與二極管9的負(fù)極電壓一樣。
箝位二極管17的負(fù)極電壓仍永遠(yuǎn)為-10V。
現(xiàn)在二極管8和9的負(fù)極都分別處于最低值，這些二極管必然變?yōu)檎蚱珘?，同時(shí)二極管17和10都變?yōu)榉聪蚱珘骸?br> 因此，為切換設(shè)備1、箝位二極管的陽極和SLIC2共有的互連點(diǎn)的電壓將為-15V。
在這種情況下，來自SLIC2的電流必然在二極管8和9之間分開并將流向VB1和VB2。
這樣，在本例中，兩個(gè)系列調(diào)節(jié)器8和9都將傳導(dǎo)電流。
通過要求電壓從-12V到-14.5V的改變，供給電壓的供給將從VB1轉(zhuǎn)換到VB1+VB2。
例(4)假設(shè)SLIC2的要求電壓變?yōu)?35V，即VR3＝-35V。
得出VR2＝-35.5V和VR1＝-36V。
系列調(diào)節(jié)器7輸出端的電壓，即在二極管10的負(fù)極的電壓將為-35V。
系列調(diào)節(jié)器6在它的輸出端，即在二極管9的負(fù)極力求輸出-35.5V。但是它不能輸出大于-30V的電壓，即VB2，在二極管9負(fù)極的電壓必然將為-30V。
系列調(diào)節(jié)器5在它的輸出端，即在二極管8的負(fù)極力求輸出-36V，但是它不能輸出大于-15V的電壓，即VB1，在二極管8負(fù)極的電壓必然將為-15V。
箝位二極管17負(fù)極的電壓仍永遠(yuǎn)為-10V。
這樣，在本例子中，負(fù)極處于最低電壓的二極管10將處于正向偏壓，同時(shí)所有二極管17、8和9變?yōu)榉聪蚱珘?。為切換設(shè)備1、箝位二極管17的陽極和SLIC2共有的互連點(diǎn)的電壓將因此為-35V。來自SLIC2的電流將流經(jīng)二極管10到達(dá)VB3。
這樣，僅系列調(diào)節(jié)器7將傳導(dǎo)來自SLIC2的電流。
在本例中，經(jīng)過SLIC2的電壓差將為35V，同時(shí)，穿過系列調(diào)節(jié)器7的電壓差將為13V。
這樣，要求電壓從-14.5V改變到-35V將引起供給電壓從VB1+VB2轉(zhuǎn)換到VB3。
正如從上面例子看出的，在SLIC2的功率損耗與-48V的供給電壓恒定提供到SLIC2的兩端的情況相比，通過按照本發(fā)明的切換設(shè)備必然減少。
同樣對(duì)任何一個(gè)技術(shù)人員都是顯而易見的，甚至如果按照本發(fā)明的設(shè)備被描述成與要求負(fù)的供給電壓的負(fù)載連接，它將完全等同于操作需要正供給電壓的負(fù)載，即電流流到負(fù)載。這種情況下，參考電壓VR3當(dāng)然將是正的，參考電壓VR2和VR1例如將分別等于VR3+0.5V和VR3+1.0V。
權(quán)利要求
1.為響應(yīng)負(fù)載(2)改變電壓的要求，在不同的供給電壓(VB1，VB2，VB3)之間自動(dòng)切換負(fù)載(2)的設(shè)備(1)，其特征在于它包括若干個(gè)模擬系列調(diào)節(jié)器(5，6，7)，系列調(diào)節(jié)器的供給電壓連接端(11，12，13)被連接到各自的一個(gè)上述的供給電壓(VB1、VB2、VB3)，系列調(diào)節(jié)器的輸出端以一個(gè)并且相同的方向流入/流出負(fù)載(2)的傳導(dǎo)電流被連接到負(fù)載(2)，并且為了響應(yīng)負(fù)載(2)對(duì)電壓的要求，系列調(diào)節(jié)器的參考電壓輸入端(14，15，16)以這樣方式被提供獨(dú)立的參考電壓(VR1，VR2，VR3)，即與絕對(duì)值較大的供給電壓連接的系列調(diào)節(jié)器比與絕對(duì)值較小的供給電壓連接的系列調(diào)節(jié)器適合被提供一個(gè)絕對(duì)值較小的參考電壓，并且力求在它的輸出端輸出一個(gè)輸出電壓，它與連接了一個(gè)絕對(duì)值較小的供給電壓的系列調(diào)節(jié)器所力求輸出的輸出電壓相比具有較小絕對(duì)值。
2.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，連接了具有最大絕對(duì)值的供給電壓(VB3)的系列調(diào)節(jié)器(7)，適合被提供一個(gè)相應(yīng)于負(fù)載(2)要求的理想電壓值的參考電壓(VR3)。
3.按照權(quán)利要求1或2的設(shè)備，對(duì)于至少二個(gè)供給電壓來說，其特征在于系列調(diào)節(jié)器(5，6，7)的數(shù)目與供給電壓(VB1，VB2，VB3)的數(shù)目相同。
4.按照權(quán)利要求1或2的設(shè)備，其特征在于系列調(diào)節(jié)器(5，6，7)的數(shù)目比供給電壓(VB1，VB2，VB3)的數(shù)目小1。
5.按照權(quán)利要求4的設(shè)備，其特征在于電壓箝位(17)適合于連接在負(fù)載(2)和具有最低絕對(duì)值的供給電壓(VB4)之間，并且適合以相同于系列調(diào)節(jié)器(5，6，7)的方向傳導(dǎo)流入/流出負(fù)載(2)的電流。
6.按照權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征在于電壓箝位(17)是一個(gè)箝位二極管。
全文摘要
依賴于負(fù)載對(duì)改變電壓的要求，在不同的供給電壓(VB1，VB2，VB3)之間自動(dòng)切換負(fù)載(2)的設(shè)備，它包括若干的模擬系列調(diào)節(jié)器(5，6，7)。系列調(diào)節(jié)器的供給電壓連接端(11，12，13)被連接到各自的一個(gè)上述供給電壓(VB1，VB2，VB3)，同時(shí)，系列調(diào)節(jié)器的輸出端對(duì)應(yīng)于各自的以一個(gè)并且相同的方向流入/流出負(fù)載(2)的傳導(dǎo)電流被連接到負(fù)載(2)。為了響應(yīng)負(fù)載對(duì)電壓的要求，系列調(diào)節(jié)器的參考電壓輸入端(14，15，16)以這樣的方式被提供獨(dú)立的參考電壓(VR1，VR2，VR3)，即與絕對(duì)值較大的供給電壓連接的系列調(diào)節(jié)器比與絕對(duì)值較小的供給電壓連接的系列調(diào)節(jié)器適合被提供一個(gè)絕對(duì)值較小的參考電壓并且力求在它的輸出端輸出一個(gè)輸出電壓，它與連接了一個(gè)具有較小絕對(duì)值的供給電壓的系列調(diào)節(jié)器所力求的輸出電壓相比具有較小絕對(duì)值。
文檔編號(hào)G05F1/00GK1165603SQ9519615
公開日1997年11月19日 申請(qǐng)日期1995年11月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月10日
發(fā)明者C·H·馬姆格倫, H·O·艾立森, H·H·赫爾伯格 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司