DC/DC转换器和用户线路接口电路制造技术

这里描述了用户线路接口电路(SLIC)。根据本发明专利技术的一方面，SLIC包括可操作地耦合到第一用户回路的第一接口电路，以及可操作地耦合到第二用户回路的第二接口电路。SLIC进一步包括电力供应电路，其耦合到所述第一和第二接口电路以向相应的接口电路提供第一和第二输出电压。所述电力供应电路包括切换功率转换器，其可操作地被供应有输入电压并且被配置为在中间电路节点处提供中间电压信号。至少第一和第二输出分支被连接到中间电路节点，每一输出分支包括输出电容器，该输出电容器耦合到所述中间电路节点并提供依赖于中间电压信号的输出电压信号。所述切换功率转换器被配置为反复地将所述中间电压信号的信号电平设置为高电压电平达第一时间间隔以及在所述第一时间间隔过去时设置为低电压电平。

【技术实现步骤摘要】
DC/DC转换器和用户线路接口电路
本申请涉及用户线路接口电路(SLIC)以及用在SLIC中的DC/DC转换器。
技术介绍
用户线路接口电路典型地用在电信网络的电话交换机(电话切换机)中。用户线路接口电路(SLIC)在网络运营商的数字通信网络和模拟用户线路之间提供通信接口。模拟用户线路连接到在远离交换机的位置处的用户站(例如调制解调器或电话，通常称为“用户设备”)。SLIC还用于电缆调制解调器和数字用户线路(DSL)调制解调器(或任意其他类型的调制解调器)，其中语音信号例如经由因特网传声协议(VoIP)被接收，然后被转换成与模拟用户终端设备，特别是POTS终端设备(POTS即普通老式电话系统)兼容的模拟语音信号。在该情况下，调制解调器充当远离中心局的小“电话交换机”。如今，位于用户住所内的标准调制解调器(例如电缆调制解调器)包括两个接口用于连接模拟电话机。模拟用户线路和用户设备形成用户回路。SLIC通常需要提供相对高的电压和电流用于与用户回路上的用户设备有关的控制信令。对于双向通信，SLIC将从数字网络接收的数字数据变换成低电压模拟信号，用于在用户回路上传输到用户设备，并且反之亦然。一般来说，SLIC通常根据用户设备的操作状态来使用不同的电力供应电平。当用户设备处于“挂机”(备用模式)时，使用第一供应电平，并且当用户设备处于“摘机”(激活模式)时，使用不同的第二供应电平用。两通道或多通道的SLIC为每一通道提供相同功能。通道独立地操作但是可共享一个电力供应。SLIC以前采用具有线性电压(或电流)调节器的电力供应电路以提供不同电压(或电流)电平，其在电力供应电路内在功率损耗方面是相对无效率的。较新的SLIC架构使用切换功率转换器(也称为切换模式电力供应，或SMPS)以从固定的DC输入电压生成适当的供应电压电平。虽然因为切换功率转换器允许显著地更少的功率损耗而使其一般显著地更有效率，但是仍然存在对以下改进的需要：进一步降低功率损耗，尤其是在两通道或多通道SLIC的供应电路中。
技术实现思路
这里描述了用户线路接口电路(SLIC)。根据本专利技术的一方面，SLIC包括可操作地耦合到第一用户回路的第一接口电路，以及可操作地耦合到第二用户回路的第二接口电路。SLIC进一步包括电力供应电路，其耦合到所述第一和第二接口电路以向相应的接口电路提供第一和第二输出电压。所述电力供应电路包括切换功率转换器，其可操作地被供应有输入电压并且被配置为在中间电路节点处提供中间电压信号。至少第一和第二输出分支被连接到中间电路节点。每一输出分支包括输出电容器，该输出电容器耦合到所述中间电路节点并提供依赖于中间电压信号的输出电压信号。所述切换功率转换器被配置为反复地将所述中间电压信号的信号电平设置为高电压电平达第一时间间隔并且在所述第一时间间隔过去时设置为低电压电平。另外，这里公开了一种用于向第一和第二用户终端供应电力的方法，借此所述用户终端可操作地耦合到对应的用户回路。根据本专利技术的另一个方面，所述方法包括反复地在第一时间间隔期间把第一和第二电容器充电到高电压电平以及当所述第一时间间隔过去时防止所述第一和第二电容器放电到低于给定低电压电平的电压电平。所述第一和第二电容器分别经由对应接口电路向所述第一和第二用户终端提供电力，所述对应的接口电路通过相应的用户回路耦合到相应用户终端。附图说明参考下面的附图和描述可以更好地理解本专利技术。图中的元件不必须是成比例的，相反地，重点放在图示本专利技术的原理。此外，在图中，相似的附图标记指定对应的部分。在附图中：图1是图示连接到位于用户住所的用户终端的电话交换机中的SLIC的方框图；图2是图示根据本专利技术的一个示例的SLIC的一个示范性实施方式的方框图；图3是图示适合用在SLIC中的常规切换功率转换器电路的电路图；图4是图示根据本专利技术的一个示例用于在两通道SLIC中使用的改进的切换功率转换器电路的电路图；以及图5是定时图，图示了由图3的切换功率转换器电路生成的输出电压。具体实施方式图1图示了用户线路接口电路(SLIC)的常规使用。例如，SLIC21位于电话交换机(电话切换机)20中，电话交换机20可以位于服务提供商的中心局或用户回路载波(SLC)内。通常，SLIC21在位于用户住所10的用户终端11及12(例如电话机)和可以作为公共交换电话网络(PSTN)30的部分的服务提供商的(通常是数字的)电信网络之间提供接口。在该示例中，SLIC21包括两个分离的通道用于与两个分离的用户终端11及12接口。将用户终端11及12与SLIC21连接的线路通常称为“用户回路”或“用户线路”，并且在图1中标记为L11和L12。用户回路L11和L12通常使用双绞铜线来实现。此外，SLIC21包括用于连接到由图1中PSTN30所代表的数字电信网络的接口。基本地，用户终端11和12可以操作在两种不同的模式中，即备用模式(“挂机”)和激活模式(“摘机”)。如果这个用户终端处于备用模式中，则SLIC21通常向已连接的用户终端提供例如42-48伏的相对高的DC电压。然而，该用户终端在备用模式下不消耗显著的供应电流。如果已连接的用户终端处于激活模式中，SLIC21提供大约25毫安的恒定电流，其中该用户终端具有大约300欧姆的“摘机”电阻器。因此SLIC21向激活模式中的用户终端提供大约7.5伏的相对低的DC电压。所提到的电流、电压和电阻器值必须被视为示例。然而，实际的值通常由服务提供商、管理当局或立法者定义，并且在不同的国家可以是不同的。图2更详细地图示了图1的SLIC。在该示例中，SLIC21包括两个接口电路211和212，用于分别接口到对应的用户回路L11和L12。接口电路211和212两者都被配置为分别从已连接的用户终端11和12接收信号，根据使用的传输标准转换信号，以及将转换的信号传输给电信网络30。类似地，接口电路211和212两者都被配置为从电信网络30接收信号，适当地转换信号以经由对应的用户回路传输给期望的用户终端。以这样的方式，实现了双向传输。为了提供以上提到的电压和电流电平，使用切换功率转换器220供应接口电路211和212。应当注意的是，图2不是SLIC的完整图示。出于简洁的目的，已经省略了本身非常熟知的元件以及与本讨论无关的元件。切换功率转换器220可以是DC/DC转换器，其被供应有输入电压VIN并且被配置为生成第一和第二输出电压信号VOUT1和VOUT2。这些输出电压信号VOUT1和VOUT2分别被供应给接口电路211和212。稍后将关于图4和图5描述切换功率转换器220的功能和操作。图3图示了常规用在SLIC中的单输出切换功率转换器的基本结构。当在两通道(或多通道)SLIC中使用单输出切换功率转换器时，必须为每一通道提供一个分离的切换功率转换器，或者可替代地，相同的输出电压VOUT必须被提供给两个通道。两种选项都有不期望的后果。提供两个分离的切换功率转换器是相当昂贵的解决方案，然而对两个通道(即，对接口电路211和212两者)使用相同的输出电压VOUT带来大量的功率损耗，特别是当连接到第一通道的用户终端处于激活模式并且连接到第二通道的用户终端处于备用模式时。在该情况下，切换功率转换器将必须为连接到处于备用模式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用户线路接口电路，包括：第一接口电路，可操作地耦合到第一用户回路；第二接口电路，可操作地耦合到第二用户回路；电力供应电路，耦合到所述第一和第二接口电路，以分别向第一和第二接口电路提供第一和第二输出电压；所述电力供应电路包括：切换功率转换器，可操作地被供应有输入电压并且被配置为在中间电路节点处提供中间电压信号；至少第一和第二输出分支，每一输出分支包括输出电容器，所述输出电容器耦合到所述中间电路节点并提供依赖于中间电压信号的输出电压信号，其中所述切换功率转换器被配置为反复地将所述中间电压信号的信号电平设置为高电压电平达第一时间间隔以及在所述第一时间间隔过去之后设置为低电压电平。

【技术特征摘要】
2013.05.06 EP 13166657.01.一种用户线路接口电路，包括：第一接口电路，可操作地耦合到第一用户回路；第二接口电路，可操作地耦合到第二用户回路；电力供应电路，耦合到第一接口电路和第二接口电路，以分别向第一接口电路和第二接口电路提供第一和第二输出电压；所述电力供应电路包括：切换功率转换器，可操作地被供应有输入电压并且被配置为在中间电路节点处提供中间电压信号；至少第一和第二输出分支，每一输出分支包括输出电容器，所述输出电容器耦合到所述中间电路节点并提供依赖于中间电压信号的输出电压信号，其中所述切换功率转换器被配置为反复地将所述中间电压信号的信号电平设置为高电压电平达第一时间间隔以及在所述第一时间间隔过去之后设置为低电压电平，其中每一输出分支包括二极管，该二极管把所述中间电路节点与所述输出分支的输出电路节点耦合。2.如权利要求1的用户线路接口电路，其中每一输出分支包括电阻器，每一输出分支的所述电阻器和所述输出电容器形成RC低通。3.如权利要求1的用户线路接口电路，其中每一输出分支包括电感器，每一输出分支的所述电感器和所述输出电容器形成LC低通。4.如权利要求1的用户线路接口电路，其中每一输出分支包括串联耦合的二极管和电阻器，每一输出分支的所述电阻器和输出电容器形成RC低通，所述二极管连接所述中间电路节点和所述RC低通。5.如权利要求1的用户线路接口电路，其中每一输出分支包括串联耦合的二极管和电感器，每一输出分支的所述电感器和输出电容器形成LC低通，所述二极管连接所述中间电路节点和所述LC低通。6.如权利要求4或5的用户线路接口电...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·内辛格，
申请(专利权)人：领特德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE