专利名称:产生交流电压的电路结构的制作方法
本发明涉及一种在电子装置中产生交流电压的电路结构，该电子装置由直流电压远距离供电。
这样的电路结构可以产生信号电压，它可被应用在德国联邦邮局采用的“PCM-2”技术方法中，在该方法中两个空间相邻的公用电信网的用户共同地通过一个连接导线与电话局相连接。对于该系统将要作进一步的说明，它对本发明的其它各种可能的应用而言是有代表性的。字符“PCM”表示公知的脉冲编码调制方法，使用该法可使通讯技术中的信号作为数字信号传输。
在PCM-2方法中，在电话局内将模拟量信号数字化并将其发送到连接导线上。在连接导线的终端设置了一个装置，通过该装置将到来的数字信号重新转换成模拟量信号。当然该过程在相反的方向上也是可行的。两个用户通过连接导线 在该装置处相连接。
由于信号的数字传输使两个用户可以在无相互干扰的情况下同时通话。因此，这两个信号流以公知的技术在连接导线的始端“嵌套”起来，而在连接导线的末端又重分离开来。由于采用数字信号传输，信号电压就不能通过连接导线被传输，而必须在该装置内产生出来。
本发明是以这样的任务为基础的即给出一种电路结构，利用它能在一个电讯技术信号的数字传输区段的终端以简单紧凑的方法产生出一种交流电压来。
该任务则根据本发明如下地解决-在该装置中设置一个电源部件，由它产生该装置电子电路的工作电压，并至少还能给一个外部负载供电;
-此外在该装置中还设有一个时钟脉冲发生器，它发出的脉冲经过一个控制元件送到一个晶体管的控制极上，该晶体管的主电路中有一个变压器的原边绕组;
-在该变压器的次边绕组侧，在两个不同的电流回路中，每个回路均有一个二极管及连接在其后的电容器与次边绕组相连接;
-和一个耦合电容器相串联的负载与第一个电容器并联、并且与一个放电晶体管的主电路相并联，在该晶体管的控制极上连接第二个电容器，并在其上还并联了一个欧姆电阻;
-在第一个电容器上还并联了一个将该电容器上的电压瞬时值作为实际值进行测量的分压器，其分压点连接到一个比较器的第一输入端上，在该比较器的第二输入端上则接入作为给定值的一个交流电压;及-该比较器的输出端与一个控制元件相连接。
本发明的一些有利结构还可由以下的叙述之中得出。
该电路在仅使用少量元件的简单结构情况下就能胜任工作，因而它可以设置在窄小的空间中，这就致使设有该电路的装置能有小的尺寸。该电路工作时效率高，因为几乎仅是交流电流分量被转换成有功功率。每次由放电过程释放出的能量能够以有利的方式重新返回到该装置的电源。
本发明主题的一个实施例描绘在附图上。这些附图是图1根据本发明电路结构的一个受远程供电的装置的部件方框图;
图2本发明电路结构。
由一个电信连接导线ASL组成的传输区段的端部与图中用点画线表示的装置1相连接。该装置1例如是用93V的电压经过连接导线ASL被远程供电的，与远程电源相连接的是一个电源部件2，例如，它可能是一个开关式电源部件。该电源部件2以较低的电压，例如±5V连接到该装置1的电子电路3上，并能提供一个较高的电压，例如20V，连接到电流源4及一个产生交流电压的电路6上。如果当该电源部件2仅提供一种电压连接到该装置内的所有部件上时，原则上也是够用的。在电流源4上连接了外部负载7。电路6在图2上作了较详细的描绘。
该电路结构将以PCM2-系统为例子来说明，在其中用“信号电压”一词代替“交流电压”。该负载7在这里是一个电话装置的电话铃，它是通过一个耦合电容器CK与一个电阻(负载)RL实现的，这两者一起构成了电话铃的阻抗ZL。
该信号电压;例如其电压有效值为25V至35V、频率为25或50Hz;在呼叫到达电话局内时，与装置1相连的电话用户利用电话局发出的信号来产生“信号电压”，该局发信号可能涉及到由局内传达到该用户的数据流信号中的一个比特。由该装置1接受该数据流信号并且由该装置中电子电路3对其处理。该电子电路3具有一个时钟脉冲发生器8，它产生出例如64KHz的脉冲。
这些脉冲将通过一个也是设在电子电路3中的控制元件9传送到一个晶体三极管T1的控制极上，控制元件9用于决定是否允许这些脉冲通过，在晶体管T1的主电路中设有一个变压器10的原边绕组。控制元件9、例如可以是一个“与”逻辑门。晶体管T1最好使用一个场效应晶体三极管、尤其是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，但是也可以使用一个双极晶体管。晶体管T1由脉冲控制而交替地让电流通过或不让其通过。通过变压器10在所感应的电压被设置在副边两个不同电流路径中的二极管D1及D2整流，用于对连接在其后的电容器C1及C2充电。
第一个电容器C1通过耦合电容器CK直接与所驱动的负载(电阻RL)相连接，此时第二个电容器C2则与一个放电用晶体三极管T2的控制极相连接，该晶体管的主电流路径并联在耦合电容器CK及第一个电容器C1上。与第二个电容器C2并联的是一个电阻R2，该电阻R2相对于阻抗ZL而言具有高的电阻值，该电阻值是由放电用晶体管T2的电流放大倍数确定的。
放电晶体管T2采用双极晶体管，它可以用达灵顿开关管(Dar-lingtonschaltung)代替，也可以使用一个场效应管，尤其是金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。
本发明线路工作情况如下在接受到一个由电话局发出的、通过连接导线ASL传送来的信号后，时钟脉冲发生器8将开始发送脉冲。这些脉冲被允许通过控制元件9，因为这时在电容器C1上没有任何电压，然后比较器11在它的输出端上例如输出一个逻辑“1”。这种情况一直保持着，只要电容器C1上的电压低于与经过其第二输入端输入到比较器11的做为给定值的交流电压值。
由时钟脉冲发生器8给出的脉冲将持续交替地使晶体管T1导通或关断。变压器10由此感应的电压在由二极管D1及D2整流后分别向电容器C1及C2充电。在电容器C1电压将由分压器R3/R4分压决定，并做为实际值输送给比较器11(P点)。当电容器C1上的电压值超过给定值时，比较器11输出一个逻辑“0”。这就使控制元件9阻断，致使时钟脉冲发生器8发出的脉冲不能再到达晶体管T1，电容器C1及C2的充电过程就此结束。
随着电容器C1的充电，与其相并联的耦合电容器CK也同时被充电。当该充电过程一结束，电容器C2将快速地通过电阻R2放电，晶体管T2的控制极电压迅速下降，这使得允许电流在其上通过并由此使耦合电容器CK及电容器C1放电。分压器R3/R4上的电压一直下降到在比较器11输出端重新出现逻辑“1”为止。该时钟脉冲发生器8的脉冲重新到达T1，并且电容器C1、C2又重新充电。这个过程持续交替地进行，直到时钟脉冲发生器8被关断。
只要当在RL上的电压瞬时值大于工作电压值时，通过放电用晶体管T2释放的耦合电容器CK上的能量可以通过一个二极管D3返回电压电源(电源部件2中的较高电压)上，其中电容器12是电源部件2中的一个部件。
权利要求
1.位于电子装置中产生交流电压的电路结构，该电子装置通过远距离馈电线连接在一个直流电压上，该电路结构的特征在于-在该装置(1)中设置了一个供电部件(2)，由它产生该装置(1)的电子电路(3)的工作电压，并至少还能给一个外部负载(7)供电；-在该装置(1)中此外还设有一个时钟脉冲发生器(8)，它给出的脉冲经过一个控制元件(9)送到一个晶体管(T1)的控制极上，该晶体管主电路中有一个变压器(10)的原边绕组；-在变压器(10)的次边绕组侧电流分成两个不同的路径，每个路径上均有一个二极管(D1，D2)及连接在其后的电容器(C1，C2)与次边绕组相连接；-与耦合电容器(CK)相串联的负载(RL)与第一个电容器(C1)并联，并且与放电晶体管(T2)的主电路连接，第二个电容器(C2)连接于其控制极上，并在其上还并联了一个欧姆电阻(R2)；-在第一个电容器(C1)上还并联了一个将该电容器(C1)上的电压瞬时值作为实际值的分压器(R3，R4)，其分压点(p)连接到比较器(11)的第一输入端上，而该比较器的第二个输入端接入做为给定值的一个交流电压；及-比较器(11)的输出端与一个控制元件(9)相连接。
2.根据权利要求
1的电路结构，其特征在于经过放电晶体管(T2)的放电电流返回到装置(1)的供电源上。
3.根据权利要求
1或2的电路结构，其特征在于晶体管(T1)是场效应晶体管，最好是MOSFET。
4.根据权利要求
1或2的电路结构，其特征在于晶体管(T1)是双极晶体管。
5.根据权利要求
1至4中任一权利要求
的电路结构，其特征在于放电用晶体管(T2)是场效应晶体管，最好是MOSFET。
6.根据权利要求
1至4中任一权利要求
的电路结构，其特征在于放电用晶体管(T2)是达灵顿开关管。
7.根据权利要求
1至6中任一权利要求
的电路结构，其特征在于电源部件(2)采用开关式电源部件。
专利摘要
本发明给出一种位于一个电子装置中产生交流电压的电路结构，经过一个数字传输区段对它远程供电。时钟脉冲发生器(8)的脉冲经过晶体管(T1)及变压器(10)再向两个电容器(C1，C2)充电，其中一个电容器(C2)将通过并联电阻(R2)放电。被另一个电容器(C1)所充电的耦合电容器(CK)将在电容器(C2)放电的影响下交替地经过晶体管(T2)放电。
文档编号H02M3/24GK87106586SQ87106586
公开日1988年4月13日 申请日期1987年9月26日
发明者齐亚丁·查哈巴迪, 马丁·布拉姆斯, 奥拉夫·维特 申请人:电缆金属电气有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan