(57)【要約】【課題】電流供給回路において、インタフェース条件の規定値に対し、給電電圧に余裕を持たせて回路の歩留り向上を計ることを課題とする。【解決手段】第１電源８に接続され、負荷１０に電流を供給する給電回路９と、第１電源８より高電位の第２電源１に接続されると共に給電回路９の出力側端子Ｖｏｕｔ１に接続され、無負荷に近似した状態の時に、外部信号ＶＳに基いて給電回路９の出力電位を引き上げて負荷１０に与える給電電圧Ｖ４を上昇させる給電電圧調整回路２とを備えるようにした。【選択図】図１
2007013833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電源に接続され、負荷に電流を供給する給電回路と、
前記第１電源より高電位の第２電源に接続されると共に前記給電回路の出力側に接続され、無負荷に近似した状態の時に、外部信号に基いて前記給電回路の出力電位を引き上げて前記負荷に与える給電電圧を上昇させる給電電圧調整回路と
を備えたことを特徴とする電流供給回路。
【請求項２】
前記給電電圧調整回路は、前記外部信号を検出する検出回路と、前記外部信号に基いて第３端子の電位を基準とする電圧情報に変換する電圧変換回路と、前記給電回路の出力のプラス側に接続され、前記電圧情報の電位だけ前記給電回路の出力電位を引き上げる電圧供給回路とを有することを特徴とする請求項１記載の電流供給回路。  
【請求項３】
前記供給電圧調整回路は、前記負荷が接続されて前記電圧供給回路から供給される電流が無負荷に近似した状態の時の電流より大きくなると、前記電圧供給回路からの電流供給を停止するように制御する電流制限回路を備えることを特徴とする請求項２記載の電流供給回路。  
【請求項４】
前記電圧変換回路の第３端子を前記第２電源のマイナス側に接続することにより、前記第３端子の電位を前記第２電源のマイナス側電位にしたことを特徴とする請求項２又は３記載の電流供給回路。  
【請求項５】
前記給電回路を１対の直流給電回路とその制御回路で構成し、前記給電電圧調整回路の電圧変換回路の第３端子と前記制御回路の第３端子とを接続することを特徴とする請求項２又は３記載の電流供給回路。
【請求項６】
前記給電回路に前記給電電圧調整回路を接続する前に、前記給電回路の出力プラス側の電位と前記制御回路の第３端子の電位とが同じになるように前記制御回路の第３端子を設定したことを特徴とする請求項５記載の電流供給回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機器等に使用される電流供給回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３はこの種の電流供給回路である通話電流供給回路の従来例を示す図で、電話交換機における加入者回路に適用したものである（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平５−７２７８８号公報
【０００３】
図３において、直流給電回路１０４及び１１４はシリーズレギュレータであり、加入者線路接続端子１０９及び１１５間の給電電圧ＶＬは、式（１）にて求めることができる。
ＶＬ＝ＶＢＢ−ＶＢ−ＶＡ…（１）
ただし、ＶＢＢは直流電流１００の電圧、ＶＢは直流給電回路１０４の電圧、ＶＡは直流給電回路１１４の電圧である。
【０００４】
次に給電電圧及び電流の制御について説明すると、カレントミラー回路１０３と抵抗１０７にて電圧ＶＢから変換された電流Ｉ１と、カレントミラー回路１１２と抵抗１１３にて電圧ＶＡから変換された電流Ｉ１を加算回路１０６にて加算（絶対値和）し、その加算された出力電流Ｉ２をカレントミラー回路１０２及び１１１にて電流Ｉ３として、駆動回路１０８の入力信号とし、駆動回路１０８は直流給電回路１０４及び１１４を制御して帰還ループをかけ、設定された給電電圧及び電流を負荷１１０に供給する。
【０００５】
また、制御回路１０５がＯＮすることにより、定電流源１０１からの電流を２Ｉ０とすると、駆動回路１０８の入力信号である電流Ｉ３は｛Ｉ２−（２Ｉ０−２Ｉ３）｝／２となり、抵抗１０７，１１３の抵抗値をＲとすると、電圧ＶＬは、式（２）にて示される。
ＶＬ＝ＶＢＢ−２ＲＩ０…（２）
従って、通話電流の小さい領域（Ｉ２≦２Ｉ０）では、電圧ＶＬは一定となり、定電圧となる。
【０００６】
しかしながら、シリーズレギュレータ方式による電流供給回路では、式（１）に示されるように、ＶＬ＝ＶＢＢ−ＶＢ−ＶＡとなり、例えば、日本電信電話株式会社の技術資料「電話サービスのインタフェース」に記載されている給電電圧ＶＬ＝−４２Ｖ〜−５３Ｖの規定値を、送受話器のオンフック時（負荷がオープン状態である無負荷に近似した状態の時）に順守するには、直流電源の電圧が、ＶＢＢ＝−４３Ｖ〜−５３Ｖなので、余裕がなく、非常にマージンの少い状態となるため、部品のバラツキ等により回路の歩留りが低下する問題があった。
なお、スイッチングレギュレータを用いることも考えられるが、スイッチングレギュレータは高価なため、コストアップとなる欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、インタフェース条件の規定値に対し、供給電圧に余裕を持たせて回路の歩留り向上を計ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するため、本発明は、第１電源に接続され、負荷に電流を供給する給電回路と、前記第１電源より高電位の第２電源に接続されると共に前記給電回路の出力側に接続され、無負荷に近似した状態の時に、外部信号に基いて前記給電回路の出力電位を引き上げて前記負荷に与える給電電圧を上昇させる給電電圧調整回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、給電回路の出力側に給電電圧調整回路を接続して、無負荷に近似した状態の時の給電電圧を調整するので、給電電圧を上昇させることができ、インタフェース条件の規定値に対し給電電圧に余裕を持たせ、回路の歩留りを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１電源に接続され、負荷に電流を供給する給電回路の出力側に、第１電源より高電位の第２電源に接続され、無負荷に近似した状態の時に、外部信号に基いて給電回路の出力電位を引き上げて負荷に与える給電電圧を上昇させる給電電圧調整回路を接続することにより電流供給回路を実現した。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の実施例１を示す図である。
図１において、電流供給回路は、第１電源８に接続された例えばシリーズレギュレータの給電回路９と、第２電源１に接続された給電電圧調整回路２とで構成される。
第１電源８は負荷１０に電流を供給するための電源でその電圧はＶＢＢとして表示されている。第２電源１は負荷１０に与える給電電圧を調整するためのもので、第１電源８より電位を高く設定している。
【００１２】
給電電圧調整回路２は、カレントミラー回路３と、電圧検出回路４と、電圧変換回路５と、電圧供給回路６と、電流制限回路７とで構成され、給電回路８の出力プラス側の端子Ｖｏｕｔ１に電圧供給回路６を通して接続される。
カレントミラー回路３は電圧から電流に変換する回路であり、電圧検出回路４は外部よりアナログ電圧信号ＶＳを検出する回路であり、電圧変換回路５は電流から電圧に変換する回路であり、電圧供給回路６は給電回路９の出力側端子Ｖｏｕｔ１の電位を引き上げるように作用する回路であり、電流制御回路７は電圧供給回路６から供給される電流を制御する回路である。
【００１３】
図１において、第２電源１のプラス側はカレントミラー回路３の第１端子Ｓ１と電圧供給回路６の第１端子Ｓ１と電流制限回路７の第１端子Ｓ１に接続され、カレントミラー回路３の第２端子Ｓ２は電圧変換回路５の第１端子Ｓ１に接続され、カレントミラー回路３の第３端子Ｓ３は電圧検出回路４の第１端子Ｓ１に接続される。
電圧検出回路４の第２端子Ｓ２は外部アナログ電圧信号ＶＳに接続され、電圧検出回路４の第３端子Ｓ３は第２電源１のマイナス側と電圧変換回路５の第３端子Ｓ３と電流制限回路７の第３端子Ｓ３に接続される。
【００１４】
電圧変換回路５の第２端子Ｓ２は電圧供給回路６の第２端子Ｓ２に接続され、電圧供給回路６の第３端子Ｓ３は電流制御回路７の第２端子Ｓ２に接続され、電圧供給回路６の第４端子Ｓ４は給電回路９の出力プラス側端子Ｖｏｕｔ１と負荷１０の端子Ｓ１側に接続される。
第１電源８のプラス側は給電回路９の入力プラス側端子Ｖｉｎ１に接続され、第１電源８のマイナス側は給電回路９の入力マイナス側端子Ｖｉｎ２に接続され、給電回路９の出力マイナス側端子Ｖｏｕｔ２は負荷１０の端子Ｓ２に接続される。
【００１５】
次に動作について説明する。
第１電源８より電圧Ｖ３が給電回路９の入力側端子Ｖｉｎ１とＶｉｎ２間に供給されると、給電回路９は出力側端子Ｖｏｕｔ１とＶｏｕｔ２間に電圧Ｖ４を発生させ、負荷１０の端子Ｓ１とＳ２に給電を行う。
なお、この場合、無負荷に近似した状態、即ち負荷１０はオープン状態に近似した状態になっているものとする。加入者回路ではオンフック時が該当し、例えば直流抵抗分が１ＭΩの場合に相当する。
【００１６】
一方、給電電圧調整回路２には、第１電源８より高い電位である第２電源１から電圧Ｖ１が供給される。
負荷１０への給電電圧を調整する場合には、外部よりアナログ電圧信号ＶＳを電圧検出回路４に入力する。電圧検出回路４は外部アナログ電圧信号ＶＳを入力として受け取って電圧を検出し、その電圧に対応する電流Ｉ１を出力として、カレントミラー回路３から引き込む。
【００１７】
ここで、カレントミラー回路３のミラー比を１：１とすれば、この時、電圧変換回路５は電流Ｉ１と等しい電流Ｉ２をカレントミラー回路３から入力として引き込む。また電圧変換回路５は電流Ｉ２を第３端子Ｓ３の電位、即ち第２電源１のマイナス側の電位を基準にした電圧情報Ｖ２に変換して出力し、この情報を電圧供給回路６に供給する。
電圧供給回路６は端子Ｓ２−Ｓ４間で電圧ドロップがないとすると、電圧変換回路５から入力された電圧情報Ｖ２の電位分だけ給電回路９の出力側端子Ｖｏｕｔ１の電位を引き上げ、負荷１０の端子Ｓ１−Ｓ２間電圧Ｖ４の電圧を上昇させる。なお、電圧情報Ｖ２の最大値は第２電源１の電圧Ｖ１と同じである。
【００１８】
この場合、給電電圧調整回路２が接続される前の負荷１０の端子Ｓ１−Ｓ２間の電圧をＶ４’とし、また給電電圧調整回路２が接続される前の端子Ｖｏｕｔ１の電位と第２電源１のマイナス側の電位との電位差をＶ５’とすると、電圧引き上げ可能範囲は０〜Ｖ５’＋Ｖ１となり、電圧Ｖ４の電圧変動範囲は次式にて示される。
電圧Ｖ４の電圧変動範囲＝Ｖ４’〜（Ｖ４’＋Ｖ５’＋Ｖ１）…（３）
【００１９】
電圧情報Ｖ２は、電圧検出回路４の第２端子Ｓ２に入力される外部アナログ電圧信号ＶＳによって決定されるので、調整可能であり、０〜Ｖ１の範囲で可変である。
なお、電圧Ｖ５’は固定であるから、電圧Ｖ４はＶ４’から（Ｖ４’＋Ｖ５’）の範囲ではＶ４’又は（Ｖ４’＋Ｖ５’）と変動する。
具体的数字を適用すると、例えば、第１電源８のマイナス側電位を−４８Ｖ、プラス側をＧＮＤとし、給電回路９の出力側端子Ｖｏｕｔ１の電位を−０．７Ｖ、Ｖｏｕｔ２の電位を−４７．３Ｖとし、第２電源１のマイナス側電位をＧＮＤ、プラス側を＋５Ｖとすると、Ｖ４’＝４６．３Ｖ、Ｖ５’＝０．７Ｖ、Ｖ１＝５Ｖとなり、式（３）は以下に示される。
Ｖ４の電圧変動範囲＝４６．６Ｖ〜（４６．６＋０．７＋５）Ｖ
＝４６．６Ｖ〜５２．３Ｖ
【００２０】
なお、図１で示される電圧Ｖ５は、給電電圧調整回路２が接続されただけで、電圧供給回路６から電流が供給される前の第２電源１のマイナス側と供給回路９の端子Ｖｏｕｔ１との電位差である。
また、電流Ｉ３は無負荷に近似した状態の時に電圧供給回路６から供給される電流である。
【００２１】
上記したように給電電圧Ｖ４が上昇し、負荷１０が接続されると、電圧供給回路６から負荷１０に電流Ｉ５が供給される。
しかし、電流制御回路７は、予め電圧供給回路６からの電流Ｉ３を最大値として制限し、Ｉ３＜Ｉ５となった時点で、電圧供給回路６からの電流供給を停止するように設定されているので、電流Ｉ５が最大値のＩ３を越えると、電圧供給回路６は切断され、負荷１０には給電回路９から給電電圧Ｖ４（＝４’）及び給電電流Ｉ４を供給し始める。
【００２２】
以上のように、実施例１によれば、給電回路に給電電圧調整回路を接続することにより、無負荷に近似した状態の時に、外部信号に基いて給電電圧を調整可能に上昇させることができるので、インタフェース条件の規定値を余裕をもって満足することができ、回路の歩留りを向上させることができる。
なお、外部信号として、外部アナログ電圧信号を例に説明したが、ディジタル信号でも、また電流信号であっても構わない。
【００２３】
図２は本発明の実施例２を示す図である。
実施例２は、図１の電圧変換回路５の第３端子Ｓ３の接続先が異なるだけで、他は実施例１と同じである。従って、図２では図１と同一又は対応する構成部分には同一符号を付すことにより説明を省略する。
なお、給電回路９については、シリーズレギュレータ方式の直流給電回路１１及び１３と、それを制御する制御回路１２とで構成された例を示している。
【００２４】
直流給電回路１１の第１端子Ｓ１は第１電源８のプラス側に接続され、直流給電回路１１の第２端子Ｓ２は制御回路１２の第１端子Ｓ１に接続され、直流給電回路１１の第３端子Ｓ３は負荷１０の端子Ｓ１及び電圧供給回路６の第４端子Ｓ４に接続される。
また直流給電回路１３の第１端子Ｓ１は第１電源８のマイナス側に接続され、直流給電回路１３の第２端子Ｓ２は制御回路１２の第２端子Ｓ２に接続され、直流給電回路１３の第３端子Ｓ３は負荷１０の端子Ｓ２に接続され、制御回路１２の第３端子Ｓ３は電圧変換回路５の第３端子Ｓ３に接続される。
そして、制御回路１２の第３端子Ｓ３は、給電電圧調整回路２が接続される前の給電回路９の端子Ｖｏｕｔ１の電位と同電位になるように設定される。
【００２５】
給電回路９の動作は実施例１と同様であるが、給電回路９の内部動作を説明する。直流給電回路１１及び１３はシリーズレギュレータ方式の給電回路であり、制御回路１２の第１端子Ｓ１及び第２端子Ｓ２から制御され、所望の給電電圧Ｖ４及び給電電流１４を負荷１０に供給する。
【００２６】
次に給電電圧調整回路２の動作について説明すると、実施例１とは、電圧変換回路５から出力される電圧情報Ｖ２の基準である電圧変換回路５の第３端子Ｓ３の電位が異なっている。
実施例１の場合、電圧情報Ｖ２の基準である電圧変換回路５の第３端子Ｓ３は、給電回路９の端子Ｖｏｕｔ１より電位が高い第２電源１のマイナス側に接続されている。
しかし、実施例２では、電圧制御回路５の第３端子Ｓ３は、給電回路９の端子Ｖｏｕｔ１と同電位の制御回路１２の第３端子Ｓ３に接続されている。
【００２７】
給電電圧調整回路２が給電回路９に接続される前の負荷１０の端子Ｓ１−Ｓ２間の電圧をＶ４’とし、給電電圧調整回路２が接続される前の給電回路９の端子Ｖｏｕｔ１の電位と第２電源１のマイナス側の電位との差をＶ５’とする。
給電電圧調整回路２が接続される前の端子Ｖｏｕｔ１と同電位となるように設定された制御回路１２の第３端子Ｓ３と、電圧制御回路５の第３端子Ｓ３とを接続することで、電圧Ｖ４の電圧変動範囲は以下の式で示される。ただし、実施例１と同様に電圧供給回路６の端子Ｓ２−Ｓ４間の電圧降下はないものとする。
電圧Ｖ４の電圧変動範囲＝Ｖ４’〜（Ｖ４’＋Ｖ１）…（４）
【００２８】
実施例１の場合は、電圧情報Ｖ２の基準となる電圧変換回路５の第３端子Ｓ３は第２電源１のマイナス側に接続されているので、電圧Ｖ４の電圧変動範囲に第２電源１のマイナス側と給電回路９の端子Ｖｏｕｔ１との電位差Ｖ５’が含まれるが、実施例２では、電圧変換回路５の第３端子Ｓ３は端子Ｖｏｕｔ１と同電位の制御回路１２の第３端子Ｓ３に接続されているので、上記した電位差Ｖ５’は相殺され、電圧Ｖ４の電圧変動範囲には含まれない。
【００２９】
以上のように、実施例２によれば、実施例１の効果に加えて、電圧情報Ｖ２の基準となる電圧変換回路の第３端子を制御回路の第３端子に接続することにより、第２電源のマイナス側と給電回路の端子Ｖｏｕｔ１との電位差Ｖ５’を排除したので、給電電圧の変動範囲全域をリニアに変動させることができ、より詳細な電圧の調整が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
上記した実施例１、２では給電回路をシリーズレギュレータ方式で説明したが、コストアップにはなるが、本発明はスイッチングレギュレータ方式による給電回路にも適用可能である。
また、給電電圧調整回路は給電回路の中に配置しても良く、またＬＳＩとして一体に形成することもできる。
なお、本発明の電流供給回路は電話技術分野における加入者回路に利用するのが最適であるが、無負荷に近似した状態の時に、給電電圧を変化させる必要があるシステムに応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１を示す図である。
【図２】本発明の実施例２を示す図である。
【図３】従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１                第２電源
２                給電電圧調整回路
３                カレントミラー回路
４                電圧検出回路
５                電圧変換回路
６                電圧供給回路
７                電流制御回路
８                第１電源
９                給電回路
１０              負荷
１１，１３        直流給電回路
１２              制御回路
【図１】
2007013833.tif 000003
【図２】
2007013833.tif 000004
【図３】
2007013833.tif 000005