(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電話交換機に加入者線路を介して加入者端末を収容する加入者回路において、
加入者線路のループ抵抗値に応じて供給電流が変化する定抵抗給電モードまたは、加入者線路のループ抵抗値にかかわらず加入者線路の２線間に一定の電圧を供給する定電圧給電モードのいずれかの給電モードで動作する給電回路と、
加入者線路のループ電流を検出し、当該ループ電流値に対応する検出信号を出力する電流検出回路と、
前記電流検出回路の検出信号を取り込み、当該検出信号の値を予め定められた閾値と比較して、前記給電回路において動作すべき給電モードを指定する切替信号を当該比較結果にもとづいて出力する給電モード切替回路と、
前記給電回路が定抵抗給電モードで動作する場合は、電源回路をそのまま当該給電回路に供給し、前記給電回路が定電圧給電モードで動作する場合は、前記電流検出回路が出力する検出信号を取り込み、当該検出信号の値に応じて当該給電回路に供給する電圧を変化させるＤＣ−ＤＣコンバータを有し、
前記給電回路は、同相電圧に規定のある端末に給電するときに外部から与えられる電流制限切替信号にもとづいて供給する最大ループ電流の値を切り換える電流制限回路を更に具備していることを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路。
【請求項２】
前記給電回路は、前記外部から与えられる電流制限切替信号にもとづいて、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、加入者端末までの加入者線路が短い近端加入者へは定電圧給電モードで、加入者端末までの加入者線路が長い遠端加入者へは定抵抗給電モードで動作することを特徴とする請求項１に記載のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路は、加入者回路の給電部にＤＣ−ＤＣコンバータを付加した加入者回路に関し、特に、ＰＢＸに代表される様な同相電圧の値に規定を受ける端末への給電において、電流値を制限する機能を有するＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電話交換機に加入者端末を収容する加入者回路は、その収容端末に対する通話直流電流を供給する方法として、定抵抗給電および定電圧給電の２種類の方法を採用している。
【０００３】
定抵抗給電は、通話電流として１５ｍＡ以上流れる通常の電話機等の端末に給電するときに用いられる方法で、加入者回路の給電部においてＡ線とＢ線にそれぞれ給電抵抗Ｒを介して給電する。この場合、加入者回路のＡ線、Ｂ線間の電圧をＶL、加入者線路を流れるループ電流をＩLとすると、その給電特性はＶLが大きくなるに従ってＩLが小さくなる右下がりの直線となる。一方、定電圧給電は、加入者回路の給電部においてＡ線とＢ線にそれぞれ一定の電圧源Ｖを介して給電する方法で、ＦＡＸ等のインピーダンスの高い端末に給電する際に使用する給電方法である。インピーダンスの高い端末に対して定抵抗給電すると、ループ電流ＩLが少なく給電抵抗Ｒにおける電圧が小さくなる。そのため、給電部のこの部分にある回路のダイナミックレンジが確保できず動作することができない。そこで、給電部においてこの部分の回路のダイナミックレンジを確保するために一定の電圧源Ｖを与えたものが定電圧給電であり、加入者回路のＡ線、Ｂ線間の電圧をＶL、加入者線路を流れるループ電流をＩLとすると、その給電特性はＩLによらずにＶLが常に一定の値となっている。
【０００４】
定抵抗給電は、加入者回路の給電部においてＡ線とＢ線にそれぞれ一定の給電抵抗Ｒを介して給電する方法なので、端末までの距離が遠く、接続している加入者線路が長い場合は、その線路抵抗値が大きくなるので加入者線路を流れるループ電流ＩLは小さくなり、逆に端末までの加入者線路が短い場合は、ループ電流ＩLが大きくなる。このことは、定抵抗給電においては、収容している端末までの距離が短い場合には給電抵抗Ｒによる消費電力（電力損失）が大きくなるという欠点を有している。
【０００５】
この、定抵抗給電の欠点を解決するためにＤＣ−ＤＣコンバータを用いた給電を行うＤＣ−ＤＣコンバータ給電がある。ＤＣ−ＤＣコンバータ給電は、定電圧給電と同様に、給電部の定抵抗給電における給電抵抗に相当する部分に電圧源を用い、その電圧源の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータを用いて変化させて定抵抗給電による給電特性と同様の給電特性を得るというものである。
【０００６】
このＤＣ−ＤＣコンバータ給電による給電部の電力損失ＰDは、Ａ線とＢ線にそれぞれ与える電圧源の電圧をＶとし、ループ電流をＩLとすると、ＰD＝２ＶＩLとなる。一方、定抵抗給電における給電部の電力損失ＰRは、Ａ線とＢ線にそれぞれ介する給電抵抗をＲとし、ループ電流をＩLとすると、ＰR＝２ＲＩL2となる。従って、ＰD＜ＰRとなる条件を求めると、Ｖ＜ＲＩLのときに定抵抗給電を行うよりもＤＣ−ＤＣコンバータ給電を行った方が電力損失が少なくなるので、Ｖ＝ＲＩLを境界点として給電方法を定抵抗給電からＤＣ−ＤＣコンバータ給電に切り換えることが効率的であることがわかる。
【０００７】
このような従来のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路を図面を使って説明する。
【０００８】
図５は従来のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路の構成を示す機能ブロック図、図６は従来のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路の給電特性、図７は従来のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路におけるＡ線、Ｂ線およびＡＢ線中点電位の端末抵抗を含んだループ抵抗値との関連特性、図８は給電回路における前記ループ抵抗値と電力損失との関連特性をそれぞれ示す図である。
【０００９】
図５において、従来のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路は、ループ電流を検出する電流検出回路２と、この電流検出回路２の出力を閾値と比較し給電モードの切替信号を出す給電モード切替回路３と、定電圧給電モードおよび定抵抗給電モードで動作するバッテリーフィード回路４と、前記電流検出回路２の出力に応じて前記バッテリーフィード回路４へ供給する電源電圧を変化させるＤＣ−ＤＣコンバータ５を有している。
【００１０】
次に、このような従来のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路の動作について説明する。
【００１１】
加入者が発呼した場合、加入者端末１にてループ回路が形成されて、加入者回路のバッテリフィード回路４から供給される電流が、Ａ線８、加入者端末１のループ回路、Ｂ線９、電流検出回路２およびバッテリーフィード回路４に戻る経路によりループ電流ＩLが流れる。このループ電流ＩLの値は、電流検出回路２で検出されて、そのループ電流ＩLの値に応じたレベルの検出信号を出力する。
【００１２】
給電モード切替回路３では、この電流検出回路２から出力された検出信号を取り込み、予め定められた閾値と比較し、閾値以下であれば、Ａ線とＢ線にそれぞれ一定の給電抵抗Ｒを介して給電する定抵抗給電モードの回路構成で、閾値以上であれば、給電部の定抵抗給電における給電抵抗に相当する部分に電圧源を用いる定電圧給電モードの回路構成でバッテリーフィード回路４を動作させるように切り替える。また、給電モード切替回路３で閾値以上を検出した場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５を動作させ、電流検出回路２が出力する検出信号とＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力電圧ＶBBを制御信号として加入者端末１へ給電する電流値を従来の定抵抗給電と同様の給電特性になるように制御する。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、ループ電流ＩLが大きくなるとその出力電圧ＶBBの電位を上げ、加入者回路の出力電圧を小さくするように動作する。その結果、Ａ線・Ｂ線の中点電位である同相電圧が上がる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ＤＣ−ＤＣコンバータ給電を行う場合、バッテリーフィード回路をグランド・Ｂ線間と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力電圧ＶBB・Ａ線間の電圧をループ電流にかかわらず一定にする定電圧給電モードで動作させている。このため、近端にある同相電圧の値に規定を受ける端末（例えばＰＢＸで、ＰＢＸは同相電圧が−１５Ｖを越えるとレバース給電をノーマルと誤認識して一次応答ループを解放してしまうので通話ができなくなる）、に対して給電する場合、ループ電流ＩLが大きくなってＤＣ−ＤＣコンバータが動作し、その出力電圧ＶBB電位を上昇させた場合でもＡ線・Ｂ線の中点電位が同相電圧規定より高くならないようにグランド・Ｂ線間、ＶBB・Ａ線間の電圧を大きくしなければならず、結局、電力損失が小さくならないという問題点があった。例えば、加入者回路の出力における電圧値ＶLが１Ｖになる端末を例にとると、中点電位は−（Ｖ＋０．５）となり、この端末が同相電圧に規定が無ければ、バッテリーフィード回路の給電部の電圧源の値Ｖは５Ｖ程度に設定可能であるにもかかわらず、前記のようなＰＢＸで同相電圧の規定を満足する必要がある場合は、給電部の電圧源の値Ｖは１４．５Ｖに設定する必要がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路は、電話交換機に加入者線路を介して加入者端末を収容する加入者回路であり、以下の構成と特徴を有するものである。
【００１５】
（１）加入者線路のループ抵抗値に応じて供給電流が変化する定抵抗給電モードまたは、加入者線路のループ抵抗値にかかわらず加入者線路の２線間に一定の電圧を供給する定電圧給電モードのいずれかの給電モードで動作する給電回路。
【００１６】
（２）加入者線路のループ電流を検出し、当該ループ電流値に対応する検出信号を出力する電流検出回路。
【００１７】
（３）電流検出回路の検出信号を取り込み、当該検出信号の値を予め定められた閾値と比較して、給電回路において動作すべき給電モードを指定する切替信号を当該比較結果にもとづいて出力する給電モード切替回路。
【００１８】
（４）給電回路が定抵抗給電モードで動作する場合は、電源回路をそのまま当該給電回路に供給し、給電回路が定電圧給電モードで動作する場合は、電流検出回路が出力する検出信号を取り込み、当該検出信号の値に応じて当該給電回路に供給する電圧を変化させるＤＣ−ＤＣコンバータ。
【００１９】
（５）前記の給電回路は、外部から与えられる電流制限切替信号にもとづいて供給する最大ループ電流の値を切り換える電流制限回路を更に具備している。
【００２０】
更に、本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路は、前記の給電回路において、前記の外部から与えられる電流制限切替信号にもとづいて、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を停止し、加入者端末までの加入者線路が短い近端加入者へは定電圧給電モードで、加入者端末までの加入者線路が長い遠端加入者へは定抵抗給電モードで動作することを特徴とする。
【００２１】
【作用】
同相電圧に規定のある端末へ給電する場合は、外部からの電流制限切替信号を電流制限回路で受信、動作させて最大ループ電流を制限する。これによって、ＤＣ−ＤＣコンバータも出力電位を最大ループ電流に対応する電圧以上に上昇させなくなる。
【００２２】
【実施例】
次に本発明を図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路の一実施例の構成を示す機能ブロック図である。同図において、ＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路は、ループ電流を検出する電流検出回路２と、この電流検出回路２の出力を閾値と比較し給電モードの切替信号を出す給電モード切替回路３と、定電圧給電モードおよび定抵抗給電モードで動作するバッテリーフィード回路４と、前記電流検出回路２の出力に応じて前記バッテリーフィード回路４へ供給する電源電圧を変化させるＤＣ−ＤＣコンバータ５およびループ電流に応じて外部からの制御信号により最大ループ電流を制限するループ電流クランプ回路７を有している。
【００２４】
加入者が発呼した場合、加入者端末１にてループ回路が形成されて、加入者回路のバッテリフィード回路４から供給される電流が、Ａ線８、加入者端末１のループ回路、Ｂ線９、電流検出回路２およびバッテリーフィード回路４に戻る経路によりループ電流ＩLが流れる。このループ電流ＩLの値は、電流検出回路２で検出されて、そのループ電流ＩLの値に応じたレベルの検出信号を出力する。
【００２５】
給電モード切替回路３では、この電流検出回路２から出力された検出信号を取り込み、予め定められた閾値と比較し、閾値以下であれば、Ａ線とＢ線にそれぞれ一定の給電抵抗Ｒを介して給電する定抵抗給電モードの回路構成で、閾値以上であれば、給電部の定抵抗給電における給電抵抗に相当する部分に電圧源を用いる定電圧給電モードの回路構成でバッテリーフィード回路４を動作させるように切り替える。このとき、この定電圧給電モードの回路構成の電圧源の値は、給電部の内部回路のダイナミックレンジが確保できる最低の電圧に設定されている。また、給電モード切替回路３で閾値以上を検出した場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５を動作させ、電流検出回路２が出力する検出信号とＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力電圧ＶBBを制御信号として加入者端末１へ給電する電流値を従来の定抵抗給電と同様の給電特性になるように制御する。
【００２６】
ここで、同相電圧に規定のある端末へ給電する場合は、外部からの電流制限切替信号をループ電流クランプ回路７で受信し、ループ電流クランプ回路７を動作させ、最大ループ電流を制限する。これによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ５もＶBB電位を最大ループ電流に対応する電圧以上に上昇させなくなる。最大ループ電流以上に流そうとする端末に対してはグランド・Ｂ線間電圧、ＶBB・Ａ線間電圧を上昇させることで電流をクランプさせる。
【００２７】
図２は、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路の給電特性示すグラフである。同図において、特性カーブ１０は、同相電圧に規定のない場合で、特性カーブ１１は、同相電圧に規定のある場合である。但し、このクランプ電流値は、一実施例を示しておりこの値に限ったものではない。
【００２８】
図３は、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路のＡ線、Ｂ線、ＡＢ線の中点電位のループ抵抗ＲLに対する特性を示したグラフである。同図において、特性カーブ１２、１３および１４は同相電圧に規定のない端末へ給電する場合の特性を示し、特性カーブ１５、１６および１７は同相電圧に規定のある端末へ給電する場合の特性を示す。最大ループ電流をクランプすることで同相電圧規定を満足していることがわかる。
【００２９】
図４は、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ給電回路での電力損失特性を示すグラフである。同図において、特性カーブ１８は同相電圧に規定のない端末、特性カーブ１９は同相電圧に規定のある端末のそれぞれの特性を示している。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータ給電回路は、近端にある同相電圧に規定のある端末へ給電する場合に最大ループ電流を下げるように外部からコントロールし、ＤＣ−ＤＣコンバータで制御するＶBB電圧を固定するようにしたので、グランド・Ｂ線、ＶBB・Ａ線間の設定電圧を小さくする事が可能となり、給電回路での電力損失を少なくすることができる。また同相電圧に規定のない端末に給電する場合は電流クランプの必要がないため、近端加入者の給電回路での電力損失をさらに少なくできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路の一実施例の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路の給電特性示すグラフである。
【図３】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路のＡ線、Ｂ線、ＡＢ線の中点電位のループ抵抗ＲLに対する特性を示したグラフである。
【図４】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ給電回路での電力損失特性を示すグラフである。
【図５】従来のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】従来のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路の給電特性を示す図である。
【図７】従来のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路におけるＡ線、Ｂ線およびＡＢ線中点電位の端末抵抗を含んだループ抵抗値との関連特性を示す図である。
【図８】従来のＤＣ−ＤＣコンバータ給電加入者回路における給電回路のループ抵抗値と電力損失との関連特性を示す図である。
【符号の説明】
１  加入者端末
２  電流検出回路
３  給電モード切替回路
４  バッテリーフィード回路
５  ＤＣ−ＤＣコンバータ
６  電源
７  電流クランプ回路
８  Ａ線
９  Ｂ線
【図１】
0003683002.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003683002.tif 000009