ITRM970127A1

ITRM970127A1 - Sorgente di alimentazione esterna per commutatore della sorgente di alimentazione principale a batteria

Info

Publication number: ITRM970127A1
Application number: IT97RM000127A
Authority: IT
Inventors: H Shakil Barkat; Gregory R Black
Original assignee: Motorola Inc
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 1998-09-07
Also published as: GB9703523D0; BR9701265A; CN1086097C; SG67376A1; TW379477B; FR2746242A1; DE19709806A1; KR100223511B1; FR2746242B1; US5862493A; AU1494297A; IT1295705B1; CA2199214A1; DE19709806B4; FI971063A0; GB2311179A; JPH09261891A; CA2199214C; CN1166121A; AU711320B2

Description

Campo dell'Invenzione

La presente invenzione si riferisce in generale ai radiotelefoni e più particolarmente ad un telefono portatile che può permettere un cambiamento della sorgente di alimentazione durante una chiamata telefonica attraverso una piattaforma di un sistema globale per co municazion i mobili.

Precedenti dell'Invenzione

I telefoni portatili attualmente utilizzano ba_t terie come loro sorgenti di alimentazione principali. Per esempio, i telefoni cellulari utilizzano una batteria portatile annessa o interna ed i telefoni trasporta bili, talvolta denominati telefoni da borsa, utilizzano una batteria portatile. Gli adattatori, per esempio gli adattatori per eliminazione delle batterie, gii adattatori per viva voce oppure gli adattatori per ricetrasmettitori mobili possonc essere collegati ad una presa per 1‘accendino per sigarette del veicolo per for nire una sorgente di alimentazione esterna per aumentare la batteria principale. La commutazione dalla batteria principale alla sorgente di alimentazione esterna e viceversa interrompe la alimentazione di energia al telefono e può provocare la chiusura di una chiamata tele fonica cellulare in corso, almeno in certe condizioni. Per esempio, le applicazioni del sistema globale per co municazioni mobili (GSM} incorporano un modo di funzionamento a pacchetti che assorbe 1,5 A o più durante un pacchetto. Se l'alimentatore di energia-per il telefono cellulare viene cambiato durante un pacchetto di GSi-i, una chiamata telefonica in corso può essere fatta bruscamente terminare a causa dei mancato completamento delia commutazione della sorgente di alimentazione durante un limitato periodo di commutazione.

Il periodo di commutazione può essere allungato mediante l'impiego di un condensatore in qualità di dispositivo accumulatore di carica. Attualmente, un grande condensatore di 3.300 microF con dimensioni di 43 mm per 12 mm accumula una carica durante la commutazione. A mano a mano che i telefoni portatili vengono ridotti in dimensione, tuttavia, la incorporazione di un grande condensatore in un telefono si dimostra indesiderabile. Pertanto, vi è la necessità di un telefono portatile che permetta un cambiamento della sorgente di alimentazione durante una chiamata telefonica senza richiedere un grande condensatore.

Breve descrizione dei Disegni La Figura 1 rappresenta un circuito di commutazione della tecnica precedente,

la Figura 2 rappresenta un grafico della tensio ne sui terminali A, B e B+ durante una sostituzione de_l_ la sorgente di alimentazione,

la Figura 3 rappresenta un circuito di commutazione della sorgente di alimentazione secondo una prefe rita forma di realizzazione.

Descrizione dettagliata dell'Invenzione Un circuito di commutazione permette ad un tele fono portatile di passare da una sorgente di alimentazione a batteria principale ad una sorgente di alimenta zione esterna, per esempio la batteria di un veicolo, e viceversa, durante una chiamata telefonica senza il rischio di chiusura forzata della chiamata. Un circuito di commutazione pilota un transistore ad effetto di cam po (FET) per commutare immediatamente ad una seconda sorgente di alimentazione prima che la tensione sul tejr minale della prima sorgente di alimentazione discenda ai disotto della tensione minima di alimentazione richiesta per mantenere inserita la chiamata telefonica. Perciò, questo circuito di commutazione permette al telefona di commutare tra varie sorgenti di alimentazione senza far cadere una chiamata in corso. La commutazione da una batteria portatile principale ad una sorgente di alimentazione esterna si verifica molto spesso quando un telefono portatile viene collegato ad un adattatore, per esempio un adattatore eliminatore di batteria, un adattatore per viva voce oppure un adattatore per ricetrasmett itore mobile, il quale, a sua volta, viene alimentato dalla batteria di un veicolo. La commutazione da una sorgente di alimentazione esterna ad una batteria portatile principale si verifica molto spesso quando l'accensione del veicolo è spenta. La incorporazione di questo circuito di commutazione in un telefono port_a tiie elimina la necessità ci un grande condensatore in qualità di dispositivo accumulatore di carica, cosa che riduce la dimensione ed il peso del telefono portatile.

La Figura 1 rappresenta un circuito di commutazione della tecnica precedente. In questo circuito, il terminale A della sergente di alimentazione a batteria principale è collegato ad un terminale di ingresso B+ del telefono portatile attraverso il transistore ad effetto di campo Q1 che comprende un diodo intrinseco ed un condensatore. Il terminale 8 della sorgente di alimentazione esterna viene collegato alia regione di gate o di controllo del transistore ad effetto di campo Q1 con il resistore di abbassamento R1. Il diodo 01, che è preferibilmente un diodo Schottky, collega il terminale 3 al terminale di ingresso di alimentazione B+. Quando la alimentazione esterna è disponibile sul terminale 3, la tensione della sorgente di alimentazione esterna è superiore alla tensione della sorgente di alimentazione a batteria principale, per cui la regione di gate del transistore ad effetto di campo Q1 έ alta e la alimenta zione dalla sorgente esterna viene fornita al telefono.

Quando la alimentazione esterna viene rimossa dal terminale B, la tensione sulla regione di gate del transistore ad effetto di campo Q1 cade e la alimentazione della batteria principale sul terminale A viene collegata al terminale di ingresso di alimentazione 3+ del telefono una volta che la regione di gate del transistore ad effetto di campo Q1 sia discesa al disotto della tensione di soglia di gate del transistore ad effetto di campo. Il tempo che occorre perchè la regione di gate del transistore ad effetto di campo Q1 passi a_l_ lo stato basso è determinato dal tempo che occorre per scaricare la capacità intrinseca nel transistore ad effetto di campo attraverso il resistore RI. Questa comnu razione deve aver luogo prima che il condensatore si sia completamente scaricato attraverso il resistore di carico R^. Se la tensione sul terminale di ingresso 3+ discende al disotto delia tensione di soglia, il telefo no si spengerà ed una qualsiasi chiamata in corso sarà fatta cadere. Perciò, se la carica accumulata nel con-Gensatore non è sufficientemente grande al momento della commutazione, il transistore ad effetto di campo non commuterà durante il breve periodo di scarica del condensatore ed una chiamata telefonica in corso verrà fatta cadere. Ciò si verifica più comunemente quando le sorgenti di alimentazione vengono scambiate durante un pacchetto di GSM.

La figura 2 rappresenta un grafico della tensi_o ne sui terminali A, B e B+ durante una sostituzione dej_ le sorgenti di alimentazione. Il grafico 21 mostra la tensione sul terminale di ingresso di alimentazione B+ durante un pacchetto 211 del funzionamento del sistema GSM che dura approssimativamente 550 microsec. Il graH co 22 mostra la tensione sul terminale 3 della sorgente GÌ alimentazione esterna che, in questo esempio, è la prima sorgente di alimentazione. Il grafico 23 mostra la tensione sul terminale A della batteria principale che, in questo esempio, è la seconda sorgente di alimen tazione. Si noti il contraccolpo che si verifica quando la seconda sorgente di alimentazione viene inserite. Se le sorgenti di alimentazione vengono scambiate durante un pacchetto 212, la regioen di gate del transistore ad effetto di campo Ql non cade in modo sufficientemente rapido per la commutazione alla seconda sorgente di aU mentazione prima che il livello di energia sul terminale di ingresso B+ sia disceso al disotto della tensione di interdizione 0 di alimentazione minima del telefono portatile. La tensione minima di alimentazione è rappre sentata come 2,35 volt, per cui una chiamata in corso terminerebbe nel punto 25.

L'aumento della capacità del condensatore fornisce una ulteriore carica sul terminale di ingresso 3+ durante uno scambio delle sorgenti di alimentazio ne ed aumenta il tempo disponibile perchè il transistore ad effetto di campo Q1 esegua una commutazione; tuttavia, la dimensione fìsica del condensatore richiesta per assicurare che una chiamata non venga fatta cadere durante uno scambio delle sorgenti di alimentazione durante un pacchetto di GSM è indesiderabilmente grande.

La Figura 3 rappresenta un commutatore di sorgenti di alimentazione secondo una preferita forma di realizzazione. Il circuito di commutazione 30 elimina la necessità di un ingombrante condensatore di elevata capacità per proibire l'indesiderato spegnimento di un telefono durante una sostituzione della sorgente di ali mentazione. La tensione sul nodo w viene alimentata da un regolatore lineare alimentato dal terminale di ingresso B+. I resistori R2 e R3 sono scelti in modo tale che la tensione sul nodo X sia preferibilmente almeno la mìnima tensione di alimentazione del telefono. La tensione sul nodo Y quindi sarebbe approssimativamente di 0,7 volt al disopra della tensione del nodo X. Quando la tensione sul terminale B discende al disotto della tensione di soglia sul nodo Y, il transistore Q2 si spenge ed il transistore Q3 si accende, collegando la regioen di gate dei transistore ad effetto di campo Q1 a massa oppure ad una qualsiasi altra tensione inferiore alla tensione di soglia di gate del transistore ad effetto di campo Q1. Perciò, il circuito di commutazione 30 spinge il transistore ad effetto di campo Q1 a commutare ad una velocità più elevata ed elimina la necessità di una grande capacità sul condensatore C^. Con un condensatore CL di 20 microF, il transistore ad effetto di campo Q1 presenta un tempo approssimativamente di 11,4 microsec per commutare dalla prima sorgente di alimentazione alla seconda sorgente di alimentazione, tempo che è più che sufficiente per completare la commu. fazione dato il circuito di commutazione 30. Viceversa, quando la sorgente di alimentazione esterna viene ricol legata e la tensione sul terminale 3 supera la tensione di soglia sul nodo Y, il transistore Q2 si accende ed il transistore Q3 si spenge.

La tensione sul nodo X può essere regolata ad un valore inferiore alla tensione di spegnimento del te lefono portatile, tuttavia, la tensione di soglia sul nodo Y dovrebbe almeno essere la tensione di spegnimento del telefono più la tensione attraverso il diodo 01. Per esempio, se il diodo DI è un diodo Schottky con una caduta di 0,4 volt e la tensione minima di alimentazione del telefono viene impostata a 2,65 volt, la tensione minima di soglia sul nodo Y è di 3,05 volt. Perciò, il circuito di commutazione 30 elimina il punto di cacu_ ta di tensione 25 rappresentato neila Figura 2.

Perciò, il circuito di commutazione 30 impedisce al telefono di discollegare una chiamata in corso anche se la sorgente di alimentazione viene cambiata d_u rante un pacchetto di trasmissione GSM. La sorgente di alimentazione esterna al commutatore della sorgente di alimentazione a batteria principale elimina la necessità ai un grande condensatore, ma tuttavia mantiene le chiamate in corso nel telefono cellulare durante una sostituzione della sorgente di alimentazione. Mentre so^ no stati precedentemente descritti specifici componenti e caratteristiche del circuito di commutazione, componenti o caratteristiche modificate potrebbero essere im piegati dalle persone esperte nel ramo rimanendo nello spirito effettivo e nell'ambito della presente invenzio ne . L i n venz ione dovrebbe essere limitata soltanto dalle allegate r i vend i caz i on i .

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Circuito di commutazione (30) per sorgenti di alimentazione per un telefono portatile avente un terminale (3) per una prima sorgente di alimentazione, un terminale (A) per una seconda sorgente di alimentazione, un terminale di ingresso di alimentazione (3+) per il telefono portatile ed una tensione di alimentazione minima, caratterizzato da: un transistore ad effetto di campo (Q1) avente una tensione di soglia di gate per collegare in maniera commutabile il terminale (B) della prima sorgente GÌ alimentazione oppure il terminale (A) della seconda sor gente di alimentazione al terminale di ingresso di alimentazione (3+) del telefono portatile; e un circuito per commutare la regione di gate del transistore ad effetto di campo (Q1) al disotto dej_ la tensione di soglia di gate quando una tensione sul terminale (B) per la prima sorgente di alimentazione discende fino ad una tensione di soglia che è almeno uguale alla tensione minima di alimentazione.
2. Circuito di commutazione (30) per sorgenti di alimentazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che una prima sorgente di alimentazio ne, collegata al terminale (B) per la prima sorgente di alimentazione, é una sorgente di alimentazione esterna.
3. Circuito di commutazione (30) per sorgenti di commutazione secondo la rivendicazione 1, caratteri^ zato dal fatto che una seconda sorgente di alimentazione, ccilegata al terminale (A) per la seconda sorgente di alimentazione, è una batteria portatile.
4. Circuito di commutazione (30) per sorgenti di alimentazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il circuito commuta la regione di gate del transistore ad effetto di campo (Q1) al disopra della tensione di soglia di gate quando la tensione sul terminale (B) per la prima sorgente di alimentazione saie fino alla tensione di soglia.
5. Circuito di commutazione (30) per sorgenti di alimentazione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la prima sorgente di alimentazione, collegata al terminale (B) per la prima sorgente di alimentazione, è una sorgente di alimentazione esterna.
6. Circuito di commutazione (30) per sorgenti di alimentazione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la seconda sorgente di alimentazione, collegata al terminale (A) per la seconda sorgen te di alimentazione, è una batteria portatile.
7. Circuito di commutazione (30) per sorgenti di alimentazione secondo la rivendicazione 1, in cui il circuito è caratterizzato da: un primo transistore (Q2) avente una predetermi nata tensione di gate collegata al terminale (3) per la prima sorgente di alimentazione; e un secondo transistore {Q2) avente una regione di gate collegata alla regione di drain del primo transistore (Q2).
8. Circuito di commutazione (30) per sorgenti di alimentazione secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la predeterminata tensione di gate del primo transistore (Q2) è almeno uguale alla minj_ ma tensione di alimentazione.
9. Circuito di commutazione (30) per sorgenti di alimentazione secondo la rivendicazione 1, ulteriormente caratterizzato da un diodo (DI) collegato al terminale (B) della prima sorgente di alimentazione ed al terminale di ingresso di alimentazione (3+) del telefono portatile.
10. Circuito di commutazione (30) per sorgenti di alimentazione secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la tensione di soglia è almeno uguale alla tensione minima di alimentazione più una ten sione corrispondente alla caduta di tensione attraverso un diodo (DI)