無需外接電源及電池的來電顯示電話機的製作方法

2023-06-26 17:50:01

專利名稱：無需外接電源及電池的來電顯示電話機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無需外接電源及電池的來電顯示電話機。
背景技術：
目前，市面上的有線來電顯示電話機均必需使用電池或外接電源變壓器。由於電源插座位置及線長的限制，外接電源變壓器的使用給用戶的感覺不太方便，所以絕大部分用戶使用的是帶電池的來電顯示電話機。由此產生了大量的廢舊電池，造成環境汙染。
因為電池中含有汞、錳、鎘、鉛、鋅等重金屬物質，因此，國家環保總局在1998年就把廢電池列入在《國家危險廢物名錄》中。如果將廢電池混在生活垃圾裡一起埋入地下，其揮發的汞會汙染大氣，重金屬溢出會汙染土壤和地下水。而土壤中的重金屬在農作物中積聚，會通過食物鏈最終影響人體健康。

發明內容
本實用新型是為了克服現有電顯示電話機必須使用外接電源或電池、給用戶帶來麻煩、或給環境帶來汙染的缺陷，而提供的一種新型來電顯示電話機供電電路，它無需電池或外接電源變壓器，僅依靠電話線上的漏電即可滿足電話機實現來電顯示功能的耗電需求，在使用上給用戶帶來方便，部分再產生電池汙染問題，並符合大多數國家的電話機標準。
本實用新型採取的技術方案是無需外接電源及電池的來電顯示電話機，包括電源極性保護電路、摘掛機開關、微處理器、通話電路、振鈴電路、鍵盤和LCD顯示電路；其特點是，還包括一DC/DC自供電電路，所述的DC/DC自供電電路串接在電源極性保護電路的輸出端與微處理器電源端之間，用於對微處理器工作供電。
上述無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其中，所述的DC/DC自供電電路包括順序連接的一充電電路和變壓器反激式DC/DC轉換電路；所述的變壓器反激式DC/DC轉換電路包括一變壓器、一肖特基充電電路、一驅動開關電路以及一DC/DC轉換電路；所述的充電電路的輸出端與變壓器反激式DC/DC轉換電路的變壓器連接，變壓器與肖特基充電電路順序連接；所述的DC/DC轉換電路的輸入端與肖特基充電電路的輸出端連接，DC/DC轉換電路的輸出端與驅動開關電路的輸入端連接，所述的驅動開關電路的輸出端與變壓器連接。
上述無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其中，所述的充放電電路包括串接在來電顯示電話機的極性保護電路輸出電源正端與地線之間的一第一二極體、一第一電阻、一穩壓二極體構成；還包括一第一電容，所述的第一電容連接在第一電阻和穩壓二極體的連接點與地線之間。
上述無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其中，所述的變壓器為初次極線圈反相設置的脈衝變壓器。
上述無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其中，所述的變壓器的初級的一端與充放電電路的第一電阻和穩壓二極體的連接點連接。
上述無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其中，所述的驅動開關電路包括一開關管、一第二電阻和一第三電容；所述的開關管的集電極與變壓器初級的一同名端連接，所述開關管的基極連接一由一第二電阻和一第三電容組成的阻容電路。
上述無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其中，所述的DC/DC轉換電路由一DC/DC轉換模塊構成，與驅動開關電路的阻容電路的輸出端連接，其輸出端與微處理器的電源端連接。
上述無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其中，所述的肖特基充電電路包括一第二二極體和一第二電容；所述的第二二極體與變壓器次級的同名端連接，所述的第二電容連接在第二二極體的輸出端與地線之間；所述的第二二極體的輸出端與第二電容連接點與微處理器的電源端連接。
由於本實用新型採用了以上的技術方案，在電顯示電話機的電源極性保護電路的輸出端與微處理器電源端之間連接一DC/DC供電電路，當局端有漏電流流過時，經過該DC/DC供電電路轉換成可供微處理器工作的電流和電壓，從而在沒有外接電源(包括電池)的情況下，實現了來電顯示電話機顯示來電的功能。


本實用新型的具體特徵性能由一下的實施例及其附圖進一步描述。
圖1是本實用新型來電顯示電話機的電路結構框圖。
圖2是本實用新型來電顯示電話機供電電路的電方框圖。
圖3是本實用新型來電顯示電話機供電電路的具體實施例電路圖。
具體實施方式
請參閱圖1。本實用新型無需外接電源及電池的來電顯示電話機，所述的來電顯示電話機包括電源極性保護電路1、摘掛機開關2、微處理器3、通話電路4、振鈴電路5、鍵盤6和LCD顯示電路7；還包括一DC/DC自供電電路8，所述的DC/DC自供電電路串接在電源極性保護電路的輸出端與微處理器電源端之間，將電話線上的高電壓小電流轉換成為話機微處理器(MCU)工作所需的低電壓大電流，用於對微處理器工作供電。
請參閱圖2。所述的DC/DC自供電電路8包括順序連接的一充放電電路81和一變壓器反激式DC/DC轉換線路82。所述的變壓器反激式DC/DC轉換電路包括一變壓器821、一肖特基充電電路822、一驅動開關電路823以及一DC/DC轉換電路824；所述的充電電路的輸出端與變壓器反激式DC/DC轉換電路的變壓器連接，變壓器與肖特基充電電路順序連接；所述的DC/DC轉換電路的輸入端與肖特基充電電路的輸出端連接，DC/DC轉換電路的輸出端與驅動開關電路的輸入端連接，所述的驅動開關電路的輸出端與變壓器連接。
請參閱圖3。所述的充放電電路由串接的一第一二極體D1、一電阻R1、第一充電電容C1、一穩壓二極體ZD1構成；所述的二極體D1的輸入端連接從極性保護電路輸出的電源正端Line+；所述的電阻和穩壓二極體的連接點輸出到變壓器反激式DC/DC轉換線路。第一二極體D1可保持第一充電電容C1電壓，防止摘機時第一充電電容C1通過電阻R1放電至從極性保護電路輸出的電源正端Line+，穩壓二極體ZD1則是避免第一充電電容C1過壓損壞。
所述的變壓器反激式DC/DC轉換電路中所述的變壓器T1為脈衝變壓器，初次極線圈反相設置。驅動開關電路由一開關管Q1、串接在開關管的基極的第二電阻R2和第三電容C3組成的並聯電路構成。所述變壓器的初級的一端與充放電電路的電阻R1和穩壓二極體ZD1的連接點連接，該變壓器初級的另一同名端與開關管Q1的集電極連接；DC/DC轉換電路DC/DC轉換模塊IC1構成，該DC/DC轉換模塊IC1的輸入端與第二電阻R2和第三電容C3組成的並聯電路的輸出端連接。肖特基充電電路由一第二二極體D2和第二電容C2構成，變壓器T1次級的同名端通過一第二二極體D2與DC/DC轉換模塊的輸出端的連接點後與微處理器MCU的電源端連接；第二充電電容C2並接在第二二極體D2與DC/DC轉換模塊IC的輸出端的連接點與地線之間。
上述電路中兩二極體D1、D2可採用肖特基二極體；兩電容C1、C2為電解電容；DC/DC轉換器可採用外置驅動VFM升壓型或降壓型DC/DC轉換器，本實施例採用的是外置驅動VFM升壓型DC/DC轉換器，例如型號為RN5RK302A，輸出電壓為3V。
本實用新型的工作原理是掛機後，交換機局端Tip和振鈴端Ring兩端電壓為48VDC，經極性保護電路到DC/DC自供電電路的一充放電電路，該充放電電路的第一二極體D1、電阻R1給第一充電電容C1充電，使A點電壓達到47VDC；IC1通過檢測C點電壓(微處理器VDD端)輸出不同的信號當C點電壓高於3V額定電壓時，D點為低電位；當C點電壓達到或低於3V時，D點輸出VFM脈衝信號驅動開關管Q1工作；開關管Q1接通，變壓器T1開始充電，開關管Q1斷開，變壓器的次級電壓反轉，電流通過第二二極體D2給第二充電電容C2充電，使C點電壓始終保持在3V，並輸送至微處理器MCU。
以VDD輸出3V為例，針對48V，24V局端供電及並機摘機三種狀態，整個線路的測試結果如下

從測試結果可看出，局端漏電流的大小完全取決於話機MCU的耗電。MCU的耗電越小，局端的漏電流也就越小。所以，話機應儘量選用低電壓，低功耗的MCU，這有利於多部同類型話機的並機工作。
而對於在第一通鈴流後發送主叫(來電)信息的交換機系統，由於DC/DC線路對鈴流有儲能的作用(C1的電壓將高於局端直流電壓)，鈴流電壓越高，持續時間越長，C1上的電壓就越高。所以在接收來電信息時，若C1上的電壓仍高於局端直流電壓的話，那麼將無漏電流。
在摘機情況下，可將MCU VDD的電壓調至稍高於IC1的額定輸出電壓，或將IC1的CE PIN的電位拉低，使DC/DC線路停止工作，以保持C1電壓。
一般來電顯示電話機在掛機狀態下的系統(主要是MCU)耗電大概在50uA至100uA之間，而在接收來電信息時的系統(主要是MCU和解碼器)耗電大概在0.6mA至3mA之間(具體數值與MCU和解碼器類型及工作電壓有關)。在實際應用中，根據各個國家的電話機標準，可適當調整此線路中各元器件參數，甚至增加或減少元器件，比如利用MCU來替代IC1的控制，以降低成本。
權利要求1.無需外接電源及電池的來電顯示電話機，包括電源極性保護電路、摘掛機開關、微處理器、通話電路、振鈴電路、鍵盤和LCD顯示電路；其特徵在於，還包括一DC/DC自供電電路，所述的DC/DC自供電電路串接在電源極性保護電路的輸出端與微處理器電源端之間，用於對微處理器工作供電。
2.根據權利要求1所述的無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其特徵在於，所述的DC/DC自供電電路包括順序連接的一充電電路和變壓器反激式DC/DC轉換電路；所述的變壓器反激式DC/DC轉換電路包括一變壓器、一肖特基充電電路、一驅動開關電路以及一DC/DC轉換電路；所述的充電電路的輸出端與變壓器反激式DC/DC轉換電路的變壓器連接，變壓器與肖特基充電電路順序連接；所述的DC/DC轉換電路的輸入端與肖特基充電電路的輸出端連接，DC/DC轉換電路的輸出端與驅動開關電路的輸入端連接，所述的驅動開關電路的輸出端與變壓器連接。
3.根據權利要求2所述的無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其特徵在於，所述的充放電電路包括串接在來電顯示電話機的極性保護電路輸出電源正端與地線之間的一第一二極體、一第一電阻、一穩壓二極體構成；還包括一第一電容，所述的第一電容連接在第一電阻和穩壓二極體的連接點與地線之間。
4.根據權利要求2所述的無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其特徵在於，所述的變壓器為初次極線圈反相設置的脈衝變壓器。
5.根據權利要求2或4所述的無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其特徵在於，所述的變壓器的初級的一端與充放電電路的第一電阻和穩壓二極體的連接點連接。
6.根據權利要求2所述的無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其特徵在於，所述的驅動開關電路包括一開關管、一第二電阻和一第三電容；所述的開關管的集電極與變壓器初級的一同名端連接，所述開關管的基極連接一由一第二電阻和一第三電容組成的阻容電路。
7.根據權利要求2所述的無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其特徵在於，所述的DC/DC轉換電路由一DC/DC轉換模塊構成，與驅動開關電路的阻容電路的輸出端連接，其輸出端與微處理器的電源端連接。
8.根據權利要求2所述的無需外接電源及電池的來電顯示電話機，其特徵在於，所述的肖特基充電電路包括一第二二極體和一第二電容；所述的第二二極體與變壓器次級的同名端連接，所述的第二電容連接在第二二極體的輸出端與地線之間；所述的第二二極體的輸出端與第二電容連接點與微處理器的電源端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種無需外接電源及電池的來電顯示電話機，所述的來電顯示電話機包括電源極性保護電路、摘掛機開關、微處理器、通話電路、振鈴電路、鍵盤和LCD顯示電路；其特點是，所述的供電電路包括一DC/DC自供電電路，所述的DC/DC自供電電路串接在電源極性保護電路的輸出端與微處理器電源端之間，用於對微處理器工作供電。由於來電顯示電話機的電源極性保護電路的輸出端與微處理器電源端之間連接一DC/DC供電電路，當局端有漏電流流過時，經過該DC/DC供電電路轉換成可供微處理器工作的電流和電壓，從而在沒有外接電源(包括電池)的情況下，實現了來電顯示電話機顯示來電的功能。
文檔編號H02M3/28GK2840541SQ20052004726
公開日2006年11月22日 申請日期2005年12月7日 優先權日2005年12月7日
發明者邱先志 申請人:上海億人通信終端有限公司