專利名稱：電話振鈴機電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電話網(wǎng)絡(luò)中的振鈴機。振鈴機的用途是提供振鈴電流向電話用戶表示有電話到來。
振鈴機提供出低頻正弦波電流，在先有技術(shù)系統(tǒng)中，振鈴機采用例如

圖1和圖2所示的初級和次級高頻開關(guān)級。
在圖1所示的安排方式中，初級提供一對“中間電壓軌道”(intermediate voltage rail)。次級電壓被作脈沖寬度調(diào)制，并且其振幅處在這兩個電壓軌道之間。所形成的已調(diào)制的電壓波形再經(jīng)過濾波，從而產(chǎn)生所要求的輸出波形。這里需要兩個高頻開關(guān)級，它們降低了效率并在最大負(fù)載時產(chǎn)生高損耗;同時還需要笨重的濾波元件。
在圖2中，初級為次級提供電流源，次級需要采取高頻調(diào)制技術(shù)以便形成所需的輸出電壓。輸出電流和次級電流被用來進行比較，并用于限制次級電流，從而降低了過量的功耗。這里，同樣也存在需要兩個高頻開關(guān)級和滿負(fù)載時有過量電流流過輸出級的缺點。
本發(fā)明提供了一種用于電話系統(tǒng)的振鈴機，它包括一個具有第一和第二反饋環(huán)路的變壓器，第一反饋環(huán)路用于根據(jù)振鈴機輸出控制變壓器的初級電流，第二反饋環(huán)路用于根據(jù)振鈴機輸出控制變壓器的次級電流。
現(xiàn)在通過實例(并參照附圖)來敘述本發(fā)明的一個實施例，這些附圖是圖1和圖2，這是上面已經(jīng)敘述到的表示先有技術(shù)的振鈴機的電路原理圖;
圖3，是表示用于本實施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的振鈴機電路原理圖;
圖4，是包括了采用圖3的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制環(huán)路的振路鈴機。
在圖3中，示出了一個用于提供電流源I+和I-的反饋變流器，這些電流源受包括一對金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)7和8的次級開關(guān)級的控制。輸出波形受兩個電壓反饋環(huán)路13和18的控制，使電路有兩種工作方式。當(dāng)需要足夠幅度的振鈴電流Iac時，內(nèi)控制環(huán)路18將對初級電流進行調(diào)制以便維持輸出波形的幅度。輸出控制環(huán)路13將僅保持一對MOSFET 7和8中之一在輸出波形的整個半周期內(nèi)導(dǎo)通，從而提供合適的供電極性。
次級電流流過由MOSFET 7或8所選定的通路。這樣就使輸出電容器6被恰當(dāng)?shù)爻潆?，從而產(chǎn)生所需要的輸出波形。在需要大電流時不發(fā)生環(huán)流的電流，因而達(dá)到高效率、低功耗和低噪音。
當(dāng)不需要、或僅需要很小的振鈴機電流時，次級的MOSFET 7和8的工作狀態(tài)從作為極性開關(guān)變?yōu)樽鳛楦哳l調(diào)制器。之所以有此需要，是因為當(dāng)沒有負(fù)載電流時輸出電器6上的電壓在每半個周期的后一半時間內(nèi)沒有放電通路，因而不能保持正弦輸出波形的緣故。在這些輕負(fù)載情況下的過程中，環(huán)流的電流不是非常耗費的。
雖然本發(fā)明是參照一個反饋變流器進行描述的，但是可以采用各種替換的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
參看圖4，其中外控制環(huán)路13包含一個分壓器9，該分壓器9用于監(jiān)測電容器6上的輸出電壓電平。基準(zhǔn)正弦波振蕩器10的輸出和分壓器9的中間點都接到一個起比較器作用的差分放大器11。差分放大器11產(chǎn)生指示其兩個輸入之差的輸出誤差電壓。該輸出于是借助觸發(fā)器12與一個時鐘同步。這樣就對任何一種狀態(tài)給出等于5微秒的最小持續(xù)時間，而任何更長的持續(xù)時間都是該基本時間的倍乘值。
所得到的該外控制環(huán)路13的輸出作為開關(guān)電壓供到一對MOSFET 7和8的柵極上。這些MOSFET的電路結(jié)構(gòu)使得當(dāng)其中之一導(dǎo)通時另一就載止。這些MOSFET提供了一個通路，使得輸出電容器6可按合適的極性充電。MOSFET7允許經(jīng)過二極管4正向充電，MOSFET 8允許經(jīng)過二極管5負(fù)向充電。所需要的充電電流由反饋變壓器3提供，該變壓器的次級繞組被聯(lián)接而形成合適的通路。需要注意的是，變壓器次級電感和輸出電容器6構(gòu)成一個低通濾波器，從而能夠獲得圓滑的輸出電壓波形。
當(dāng)不需要、或僅需要很小的振鈴機電流Iac時，輸出電容器6上的電壓沒有維持正弦輸出波形的外部放電通路?？刂骗h(huán)路13將改變它的工作循環(huán)(duty cycle)以便保持電容器6上的正確的電壓值。比較器11的兩個輸入容易維持平衡，因而出現(xiàn)空載狀態(tài)。就這樣，電容器在輸出波形的半周期內(nèi)存在多次充、放電，因而存在著環(huán)流電流。
送到差分放大器11的各輸入也供到內(nèi)控制環(huán)路18去。內(nèi)控制環(huán)路18包含一個差分放大器14，該差分放大器14放大基準(zhǔn)正弦波放大器10與分壓器9中間點輸出的差值信號。差分放大器14的輸出再供到全波整流器15去，從該全波整流器15輸出一個單極的誤差電壓。接著是一個壓控電流源16，它起電平偏移作用，從而將一個誤差電壓Ve提供到脈寬調(diào)制器17去。
脈寬調(diào)制器17使初級的MOSFET 1導(dǎo)通，于是使反饋變壓器3的初級電流增長。這個電流被電阻器2檢測并用于使脈寬調(diào)制器17復(fù)位，從而提供電流工作方式控制。誤差電壓Ve的大小給定由脈寬調(diào)制器17供出的相應(yīng)的脈沖寬度，因而限定初級的峰值電流。該初級電流于是通過變壓器3的反饋作用變換到次級繞組去。
當(dāng)要求振鈴機電流Iac增加時，需要有較大的初級電流。這種電流增長是靠增加供到脈寬調(diào)制器17的誤差電壓Ve、并因而靠增加內(nèi)控制環(huán)路18的輸入信號間的整個差值而實現(xiàn)的，由于內(nèi)控制環(huán)路18的這些輸入信號也供到外控制環(huán)路13的比較器11去，使得在比較器11的兩個輸入端之間出現(xiàn)格外大的偏調(diào)。這種情況將使比較器11保持在一種狀態(tài)，因而一對MOSFET 7和8中之一將在輸出波形的完整的半周期內(nèi)保持導(dǎo)通。當(dāng)輸出經(jīng)過零值點而轉(zhuǎn)變時，比較器11上的偏調(diào)改變極性并促使相反狀態(tài)的一個MOSFET在下一個半周期內(nèi)導(dǎo)通。
在這種工作方式下，輸出開關(guān)級MOSFET 7和8僅僅是一個極性開關(guān)，輸出幅度完全是由調(diào)制初級的內(nèi)控制環(huán)路18而產(chǎn)生。這樣就獲得了高效率并因而在要求大振鈴機電流時的損耗很低。
通過采用由兩個電壓反饋環(huán)路控制的反饋變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供了一種具有兩種工作方式的電路，這兩種工作方式取決于需要的負(fù)載電流的大小。在需要大電流時，僅僅需要用一個高頻開關(guān)級以便產(chǎn)生輸出電壓波形，使得電路具有高效率而相應(yīng)地其電路裝置的尺寸很小。
權(quán)利要求
1.一種用于電話系統(tǒng)的振鈴機，包括一個變壓器，其特征在于具有第一反饋環(huán)路，用于根據(jù)該振鈴機輸出控制所述變壓器的初級電流；和第二反饋環(huán)路，用于根據(jù)該振鈴機輸出控制所述變壓器的次級電流。
2.如權(quán)利要求1的振鈴機，其特征在于還包括第一和第二反饋環(huán)路中的相應(yīng)的差分放大器、一個跨接于該振鈴機輸出端的分壓器、以及一個基準(zhǔn)振蕩器，該分壓器和基準(zhǔn)振蕩器連接到每一個所述差分放大器的相應(yīng)輸入端上。
3.如權(quán)利要求1或2的振鈴機，其特征在于，所述第一反饋環(huán)路包括一個脈寬調(diào)制器，該脈寬調(diào)制器連接到與所述變壓器初級繞組串聯(lián)的一個開關(guān)晶體管上。
4.如上述任一權(quán)利要求的振鈴機，其特征在于，所述第二反饋環(huán)路的輸出端連接到與所述變壓器次級繞組串聯(lián)的一個開關(guān)晶體管上。
5.如上述任一權(quán)利要求的振鈴機，其特征在于，具有反饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種用于電話系統(tǒng)的振鈴機，包括一個變壓器，該振鈴機具有根據(jù)振鈴機輸出控制變壓器的初級電流的第一反饋環(huán)路以及根據(jù)振鈴機輸出控制變壓器次級電流的第二反饋環(huán)路。
文檔編號H04M3/02GK1062061SQ9111157
公開日1992年6月17日 申請日期1991年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月5日
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