專利名稱：外電源到主電池電源的切換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大概涉及無線電話，更詳細(xì)地涉及能適應(yīng)在全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)平臺(tái)上的一通話期間的電源轉(zhuǎn)換的便攜電話。
便攜電話目前將電池用作其主電源，例如，蜂窩電話使用附裝的或內(nèi)部的便攜電池；移動(dòng)電話，有時(shí)稱作袖珍電話(bag-phones)，使用便攜電池。適配器，例如代電池適配器、免提適配器、汽車收發(fā)信機(jī)適配器等，可連接至汽車點(diǎn)煙器(vehicle cigarette lighter)來提供一外電源以增加主電池。從主電池至外電源或相反的切換打斷電話的電源供應(yīng)，在某些條件下可能終止進(jìn)行中的蜂窩電話的通話。例如，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)請(qǐng)求包含一在一突發(fā)脈沖序列期間下拉1.6A或更多電流的突發(fā)脈沖序列模式，如果在一GSM突發(fā)脈沖序列期間蜂窩電話的電源供應(yīng)被轉(zhuǎn)換，由于在一有限的切換周期內(nèi)未能完成電源切換，進(jìn)行中的通話可能突然終止。
通過將一電容用作電荷存儲(chǔ)裝置可延長切換周期。目前，尺寸為48mm×12mm的3300微法的大電容在切換期間存儲(chǔ)電荷。然而，隨著便攜電話尺寸的減少，不希望在電話中裝入大電容。這樣，就需要適應(yīng)在通話期間轉(zhuǎn)換電源而不需要大電容的便攜電話。
切換電路使便攜電話能在通話期間從一主電池電源轉(zhuǎn)換至汽車電池之類的外電源，或相反，而沒有被迫通話終止的危險(xiǎn)。在第一電源端子的電壓降至維持電話接通所需的最小供應(yīng)電壓以下之前，切換電路驅(qū)動(dòng)場效應(yīng)晶體管(FET)立即切換至一第二電源。這樣，該切換電路使電話能在各種電源間切換而不會(huì)終止進(jìn)行中的通話。當(dāng)便攜電話連接至一適配器，比如代電池適配器、免提適配器或由汽車電池供電的汽車發(fā)射接收機(jī)適配器時(shí)，最常發(fā)生從主便攜電池到外電源的切換。當(dāng)汽車點(diǎn)火裝置關(guān)斷時(shí)，最常發(fā)生從外電源至主便攜電池的切換。將這種切換電路裝入便攜電話避免了將大電容做為電荷存儲(chǔ)裝置，這會(huì)減少便攜電話的尺寸和重量。
附圖簡要說明

圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中的切換電路；
圖2示出在電源替換期間端子A、B和B+處的電壓圖；圖3示出根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例的電源切換電路。
圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中的切換電路。在該電路中，主電池電源端子A經(jīng)場效應(yīng)晶體管Q1連接至便攜電話電源輸入端子B+，該場效應(yīng)晶體管Q1包括固有的二極管和電容。外電源端子B經(jīng)下拉電阻R1連接至場效應(yīng)晶體管Q1的柵極。二極管D1，最好是一肖特基二極管，將端子B連接至電源輸入端子B+。當(dāng)在端子B有外電源時(shí)，外電源的電壓高于主電池電源的電壓，所以場效應(yīng)晶體管Q1的柵極為高電平，外電源向電話供電。
當(dāng)外電源從端子B移去時(shí)，場效應(yīng)晶體管Q1的柵極電壓下降，一旦場效應(yīng)晶體管Q1的柵極降至場效應(yīng)晶體管柵極臨界電壓以下，端子A處的主電池電源接至電話電源輸入端子B+。場效應(yīng)晶體管Q1的柵極下降的時(shí)間取決于場效應(yīng)晶體管中的固有電容通過電阻R1放電的時(shí)間。該切換必須發(fā)生在電容CL通過負(fù)載電阻RL完全放電之前。如果輸入端子B+處的電壓降至臨界電壓以下，電話將被關(guān)斷，任何進(jìn)行中的通話都將斷掉。這樣，如果在切換時(shí)電容CL中儲(chǔ)存的電荷量不足夠大，場效應(yīng)晶體管在短的電容放電周期內(nèi)將不切換，進(jìn)行中的通話將斷掉。當(dāng)在GSM突發(fā)脈沖序列期間互換電源時(shí)，這種現(xiàn)象發(fā)生得最多。
圖2示出電源替換期間端子A、B和B+處的電壓圖。曲線21示出在一持續(xù)約550微秒的GSM突發(fā)脈沖序列211期間電源輸入端子B+處的電壓。曲線22示出外電源端子B處的電壓，它在本例中為第一電源。曲線23示出主電池端子A處的電壓，它在本例中為第二電源。請(qǐng)注意在第二電源插入時(shí)產(chǎn)生的跳躍。如果在一突發(fā)脈沖序列212期間電源互換，場效應(yīng)晶體管Q1的柵極不會(huì)下降得快得在輸入端子B+處的電源低于便攜電話的最小供應(yīng)或關(guān)斷電壓之前切換至第二電源。最小供應(yīng)電壓被示為2.85伏，這樣進(jìn)行中的通話將在點(diǎn)25結(jié)束。
增加電容CL的電容量提供了在電源互換期間輸入端子B+處更多的電荷，并增加了場效應(yīng)晶體管Q1用以執(zhí)行切換的時(shí)間，但是用來保證在一GSM突發(fā)脈沖序列中的電源互換期間通話不被斷掉所需的電容的物理尺寸比所希望的大得多。
圖3示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的電源切換電路。切換電路30不再需要體積較大的高容量電容來禁止在電源替換期間不希望的電話關(guān)斷。節(jié)點(diǎn)W處的電壓來自由輸入端子B+供電的線性變阻器。選擇電阻R2和R3以使節(jié)點(diǎn)X處的電壓最好至少為電話的最小供應(yīng)電壓。這樣，節(jié)點(diǎn)Y處的電壓將比節(jié)點(diǎn)X處的電壓高出約0.7伏。當(dāng)端子B處的電壓降至節(jié)點(diǎn)Y處的臨界電壓以下時(shí)，晶體管Q2截止，晶體管Q3導(dǎo)通，將場效應(yīng)晶體管Q1的柵極接地或接至任何低于場效應(yīng)晶體管Q1的柵極臨界電壓的其它電壓。這樣，切換電路30迫使場效應(yīng)晶體管Q1更快的切換，不再需要電容CL處的大電容量了。使用一20微法的電容CL，場效應(yīng)晶體管Q1有約11.4微秒的時(shí)間從第一電源切換至第二電源，該時(shí)間足以使所給出的切換電路30完成切換。相反，當(dāng)再次連接外電源并且端子B處的電壓超過節(jié)點(diǎn)Y處的臨界電壓時(shí)，晶體管Q2導(dǎo)通，晶體管Q3截止。晶體管Q2和Q3可為場效應(yīng)晶體管(FET)。
節(jié)點(diǎn)X處的電壓可設(shè)置成低于便攜電話的關(guān)斷電壓，然而，節(jié)點(diǎn)Y處的臨界電壓應(yīng)至少為電話的關(guān)斷電壓與通過二極管D1的電壓之和。例如，如果二極管D1為具有0.4伏電壓降的肖特基二極管，并且電話的最小供應(yīng)電壓被設(shè)置為2.65伏，節(jié)點(diǎn)Y處的最小臨界電壓是3.05伏。這樣，切換電路30消除了圖2中示出的電壓降落點(diǎn)25。
這樣，即使在GSM突發(fā)脈沖序列期間轉(zhuǎn)換電源，切換電路30也能防止斷掉進(jìn)行中的通話。外電源至主電池電源的切換不再需要大電容，但在電源替換期間仍維持進(jìn)行中蜂窩電話的通話。雖然以上描述了切換電路的具體元件和特征，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不脫離本發(fā)明真實(shí)的精神和范圍可采用改進(jìn)的元件和特征，本發(fā)明應(yīng)僅由后附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一電源切換電路，用于具有最小供應(yīng)電壓的便攜電話，包括一第一電源端子；一第二電源端子；一便攜電話電源輸入端子；一場效應(yīng)晶體管，具有柵極臨界電壓，用于可切換地將所述第一電源端子或第二電源端子連接至所述便攜電話的電源輸入端子；及一電路，用于在所述第一電源端子處的電壓降至至少等于所述最小供應(yīng)電壓的臨界電壓時(shí)，將所述場效應(yīng)晶體管的柵極切換到柵極臨界電壓以下。
2.如權(quán)利要求1所述的電源切換電路，其中連接至所述第一電源端子的第一電源為一外電源。
3.如權(quán)利要求1所述的電源切換電路，其中連接至所述第二電源端子的第二電源為一便攜電池。
4.如權(quán)利要求1所述的電源切換電路，其中所述電路在所述第一電源端子處的電壓升高到所述臨界電壓時(shí)，將所述場效應(yīng)晶體管的柵極切換至高于柵極臨界電壓的電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的電源切換電路，其中連接至所述第一電源端子的第一電源為一外電源。
6.如權(quán)利要求4所述的電源切換電路，其中連接至所述第二電源端子的第二電源為一便攜電池。
7.如權(quán)利要求1所述的電源切換電路，其中所述電路包括一第一晶體管，具有被連接至所述第一電源端子的預(yù)定基極電壓；及一第二晶體管，具有被連接至所述第一晶體管的集電極的基極。
8.如權(quán)利要求7所述的電源切換電路，其中所述第一晶體管的預(yù)定基極電壓至少等于所述最小供應(yīng)電壓。
9.如權(quán)利要求7所述的電源切換電路，其中所述晶體管是場效應(yīng)晶體管(FET)。
10.如權(quán)利要求1所述的電源切換電路，進(jìn)一步包括一二極管，被連接至所述第一電源端子和所述便攜電話電源輸入端子。
11.如權(quán)利要求10所述的電源切換電路，其中所述臨界電壓至少等于所述最小供應(yīng)電壓與通過所述二極管的二極管壓降之和。
全文摘要
便攜電話中的切換電路，當(dāng)?shù)谝浑娫炊俗犹幍碾妷航抵僚R界電壓以下時(shí)，將場效應(yīng)晶體管的柵極連接至低于柵極臨界電壓的電壓，這樣，將第一電源端子與便攜電話電源輸入端子斷開，并將第二電源端子連接至電源輸入端子。臨界電壓被設(shè)置為一高于便攜電話最小供應(yīng)電壓的電壓。第一電源端子可被連接至一主電池，第二電源端子可被連接至一適配器。當(dāng)電源在一GSM突發(fā)脈沖序列期間進(jìn)行互換時(shí)，該切換電路防止進(jìn)行中的通話斷掉。
文檔編號(hào)H02J9/06GK1166121SQ97103449
公開日1997年11月26日 申請(qǐng)日期1997年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月13日
發(fā)明者沙基爾·H·巴卡特, 格里高里·R·布賴克 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司