電話線饋電電路解析

本文對從電話線上獲取較大功率電源的幾種電路進(jìn)行了分析，比較它們的優(yōu)缺點，并給出各個電路的適用場合。 在IC卡電話、多功能電話以及其它一些利用電話線進(jìn)行通信的小型設(shè)備中使用電話線饋電電路，可以省去額外的外部電源或電池。

　　以前使用的普通電話機(jī)只需要很小功率就可滿足正常通話的要求。它們利用交換機(jī)的饋電和簡單的并聯(lián)或串聯(lián)線性穩(wěn)壓電路提供的幾毫安電流，驅(qū)動通話電路工作，而不用過多關(guān)心效率與過流保護(hù)的問題。

　　可是，對于現(xiàn)在很多新型多功能電話機(jī)、公用IC卡電話機(jī)或利用公用交換網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的小型設(shè)備來說，幾毫安的電源電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需求。如果采用外部供電或電池供電，不但會增加成本，而且還會給用戶的使用帶來不便。最理想的方案是從線路饋電獲取系統(tǒng)電源。但是根據(jù)GB/T 15297-2002標(biāo)準(zhǔn)，話機(jī)設(shè)備在掛機(jī)狀態(tài)下能獲取的電流只有500uA左右，在摘機(jī)狀態(tài)下能獲取的電流一般在18mA至80mA之間，另外線路阻抗的變化范圍也很大，在惡劣狀況下會達(dá)到1千多歐姆，這時如果采用傳統(tǒng)電源電路肯定無法獲得足夠的功率。

　　饋電的基本原理

　　交換機(jī)采用電壓或電流饋電方式向用戶電路提供的電壓一般為48V，掛機(jī)時的饋電電流一般小于500uA，摘機(jī)時的饋電電流在18mA至 80mA之間。由此可見，在掛機(jī)狀態(tài)下，用戶電路能得到的電流是相當(dāng)有限的?？上驳氖?，如今單片機(jī)的低功耗技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，例如TI的MSP430 單片機(jī)能在幾十微安的電流下工作。但是在掛機(jī)狀態(tài)下，電話線上的智能設(shè)備仍然需要盡可能關(guān)閉多余的功能(如液晶顯示等)以免產(chǎn)生過流，導(dǎo)致交換機(jī)方誤判電話終端故障。

　　摘機(jī)狀態(tài)下的饋電電流也是有限的。對于一定的線路阻抗，用戶電路能從摘機(jī)電話線上獲得的輸入功率取決于所取電壓。如果不考慮通訊要求，當(dāng)所取電壓為交換機(jī)電源電壓的1/2或者輸入電阻與線路阻抗相匹配時，用戶電路能獲得功率最大。但這樣做會導(dǎo)致環(huán)路電阻過大，影響正常通訊，因此實際所取電壓要低得多。這時所獲得的功率幾乎正比于所取電壓，因而獲得大功率電源的唯一辦法就是在滿足正常通訊對環(huán)路阻抗要求的情況下盡量提高輸入電壓。

　　但是，利用這種方法獲得的輸入功率還不能直接供電路使用，因為它只提高了電壓，并未增加電流，還需要通過高效率的開關(guān)型DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換，得到一個低電壓、大電流的輸出功率。

　　掛機(jī)饋電電路

　　圖1：掛機(jī)饋電電路(恒流源配合線性穩(wěn)壓電路)。

　　在掛機(jī)狀態(tài)下有多種饋電方式，恒流源配合線性穩(wěn)壓電路的饋電方式是常用的一種，圖1給出了這種饋電方式的電路結(jié)構(gòu)。在該電路中，電橋用來做極性保護(hù)，其后的一個恒流源電路與通訊電路并接。電流大小基本由R1決定，約為300uA，這是為了在保證掛機(jī)電源供應(yīng)的同時，不會因為漏電過大而導(dǎo)致交換機(jī)方誤判電話終端故障。由于電流太小，所以無法使用效率更高的開關(guān)電源。通訊電路一般采用變壓器耦合以消除對地的不平衡，但如果電路允許，也可采用通訊電路與電橋共地的連接方式來簡化電路。

　　摘機(jī)饋電電路

　　圖2：摘機(jī)并聯(lián)饋電電路。