JPS6237598B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は短距離加入者ラインにおける所要電力
の節約回路に関する。加入者電話機の受話器外し
状態におけるライン回路の電流を検出し、ライン
電流が一定の閾値を越したときは供給電圧を減少
せしめる。また加入者ラインが受話器掛けの状態
に復旧したときには元の高電圧に復旧する。これ
により電力供給装置における価格および大きさに
おいて莫大な節約が得られる。

本発明は電話回路、特に加入者ラインの省電力
装置に関するものである。

電話交換局またはPBXにおいては、通常動作電
流を加入者ラインに供給する。一般に48ボルトを
加入者ラインのチツプ線とリング線に印加する。
電話局又はPBXの装置はライン電流を検出し、送
受器の外しまたは掛け（復旧）状態を識別する。
加入者ラインに終端する電話機は送受器掛けの状
態では比較的に高抵抗であり、また外し状態では
低抵抗となるので、外し状態におけるループ電流
の相当の増加は電話機の送受器外しを指示する。
掛け状態において微少の線路電流が流れる場合が
あるがこれは線路漏洩等によるものである。

電話局またはPBXに接続する複数加入者ライン
の各々の抵抗は非常に異る値となる。通常短いラ
インと直列となつた外し電話機は通常低抵抗を示
す。即ち200オーム又は以下となる。他方電話機
を直列とした長距離ラインは、しばしば数100オ
ーム又は1000オームを越す。明かに長距離ライン
流れる電流は短距離ラインに流れる電流より少な
い。標準化された外し検出機器は長距離線と接続
し、小電流条件で電流変化しなければならないの
で、短距離ラインにおいては大量の電流が浪費さ
れる。

本発明は外し状態における余分の大電流を検出
し、自動的にライン電流を減少し、これにより電
力を節約する。電力節約機能はエネルギー費用を
減少せしめるのみならず、電流供給要求を減少せ
しめ、これにより電力供給装置の構成機器価格、
寸法を減少せしめる。電力供給と寸法の減少は最
近のミニチユアー形PABXシステムにおいて寸法
のみならず熱放散による圧迫の軽減となる。

本発明によれば電源からあらかじめ設定された
閾値以上の加入者ライン動作電流は検出され、こ
れにより低電圧電源が元の電源の代りにラインに
接続され、ライン消費電流を減少せしめる。ライ
ン電流が第二の閾値以下となつてときは、高電圧
源が再接続される。

初めに標準線路電圧即ち48ボルトにおいて任意
の短距離ループに流れる外し電流は高閾値のもの
となる。外し状態となるとその電流値は閾値を越
し、加入者ラインの28ボルト供給が望ましく、こ
れにより電流消費を減少せしめる。

長距離ループの場合、外し状態によるライン電
流値は閾値以下となり、高電圧供給は継続され
る。

加入者が掛けたときは、ライン電流は第二の閾
値以下となり、その値は高電圧供給レベルに設定
されたものである。即ち低電圧供給がライン回路
に接続された場合ライン電流値は明かに少ない。
ライン電流レベルを検出し第二閾値以下となると
加入者ラインは再び高電圧が供給される。

本発明により低抵抗即ち短距離加入者ラインに
対しては有効な電流節約が行われるのは明らかで
ある。

要約すると本発明による省電力回路は高電圧供
給源又は低電圧源からラインえの供給を行う機器
と、もし高電圧源がラインに接続されているとき
に第１の設定された電流値以上のライン電流を検
出するライン機器と、前記の高電流の検出によ
り、ラインを高電圧源の代りに低電圧源への切替
を行う機器により構成される。

本発明を正しく理解するため以下の図面を参照
して記述する、即ち 第１図は本発明の原理を明瞭にするグラフ図、
第２図は本発明の具体的回路図を示す。

第１図において、通常のライン電流供給におけ
る電流レベルを示す。この供給回路は代表的な
（−48）ボルトを整合抵抗器、例えば225オーム、
を経てリング線に供給し、チツプ線に接続する
225オーム抵抗器を経てグランドに帰る。増加す
る電流は矢印により示される。

ライン長の変化は抵抗器の変化となり、従つて
電流変化となる。外し状態における代表的変化は
「ａ」の範囲に示される。比較的短いループ、例
えば約500オームの場合、50ミリアンペアまたは
それ以上の電流が流れる。このレベルは点線１に
より示され、これは閾値のレベルを表す。電話機
の外し抵抗を200オームとすると、ラインケーブ
ル抵抗は300オームとなる。ケーブル線が26AWG
とすると、1.25kmのライン長である。

第２の閾値は掛け状態を表す。このレベル以下
のライン電流は掛け状態と見なされる。電話局又
はPBXにおける電流検出器は15mA以下を掛け状
態として表す。

掛け状態における代表的な加入者ライン電流は
レンジ「ｂ」により示され、これは一般にライン
漏洩によるものである。

本発明によれば、第１閾値以上のライン電流の
検出により供給電圧は低レベル即ち（−28）ボル
トに切替えられる、これにより外し電流は「ｃ」
の範囲まで減少する。これは閾値１より低いもの
となる。これにより電流値は明らかに減少し、こ
れに相当し電力供給要求も減少する。閾値１以上
の高電流状態はライン長が短かいとき、即ち低抵
抗のときにのみ生ずる。しかし低電圧供給により
流れる電流値は充分第２閾値以上の値であり、長
距離ライン外し電流レベルと第二掛け電流レベル
「２」との混乱の可能性はない。この値は先に記
載した約15ミリアンペアである。

加入者が掛けると、加入者ライン電流は低レン
ジ「ｄ」の内に減少する。本発明はこの電流値が
閾値２以下の減少であることを検出し、高電圧供
給接続を再設定する、これによりライン電流は、
空き状態範囲「ｂ」の内に上昇する。

第２図は本発明の具体的回路図を示し、チツプ
とリング線ＴとＲは整合抵抗器３と４（代表的な
各225オーム）を経て、グランドと（−48）ボル
ト供給端子に接続される。但し（−48）ボルト回
路はVMOS装置５のソースドレーン回路を経由
し、VMOS装置のゲートはバイヤスの抵抗器６を
経て−48ボルト端子に接続される。

VMOS装置と抵抗器４の接続はダイオード７の
アノードに接続されそのカソードは（−28）ボル
ト供給ターミナルに接続される、（−28）ボルト
以外の電圧も使用することが可能でありこれは本
発明効果を減ずるものでない。

VMOS装置５のゲートは抵抗器９を経てトラン
ジスタ８のコレクターに接続される。トランジス
ター８のエミツターは（＋５）ボルト電源に接続
される。トランジスタ８のベースは双安定フリツ
プフロツプ回路１０のＱ出力と抵抗器１１を経て
接続される。

チツプとリング線は対応する高抵抗器１２，１
３即ち整合する各200Kオーム抵抗器を経て差動
増幅器１４の入力端子に接続される。抵抗器１３
と差動増幅器１４の非反転入力との接続は、抵抗
器１７を経てグランドに接続され、抵抗器１２と
差動増幅器１４の接続は、抵抗器１６を経て
VMOS装置５とダイオード７を経て夫々抵抗器４
の接続されている供給源に接続される。抵抗器１
６と１７は整合し抵抗器１２，１３に対応するも
のである。

差動増幅器１４は公知のとおり抵抗器１７を非
反転入力とグラウンド、抵抗器１８をその出力と
その反転入力に接続される。抵抗器１７と１８は
等しい値でありかつ抵抗器１２の約１／10の値で
ある。

差動増幅器１４の出力は各々コンパレータ１
９，２０の入力端子の一つに接続される。コンパ
レータ１９の他方の入力端子は電圧源即ち2.25ボ
ルトに接続され、コンパレータ２０の他方の入力
端子は電圧源即ち0.675ボルトに接続される。

コンパレータ１９の出力（H1）はフリツプフ
ロツプ１０のセツト入力Ｓに接続され、コンパレ
ータ２０の出力、OFHKはインバータ２１を経
てフリツプフロツプ１０のリセツト端子Ｒに接続
される。

回路動作は次の通り、VMOS装置５のスイツチ
オンにより−48ボルト電源ターミナルからの電流
は、抵抗器４を経てリング線Ｒに与えられ、チツ
プ線から抵抗器３とグラウンドを通り電源に帰
る。ダイオード７のカソードには電圧（−28）ボ
ルトが与えられているが、そのアノード電圧約
（−48）ボルトよりさらに＋方向に高いので非導
通状態に制御される。

もしVMOS装置がオフとなるとダイオード７の
アノードはカソードよりさらに＋方向に高くな
り、導通状態にスイツチされる。これにより（−
28）ボルト電源は（−48）ボルト源の代りに抵抗
器４を経てリング線に加えられ、電流はチツプ線
より抵抗器３を経てグランドに帰る。

VMOS装置はスイツチ手段として望ましいが他
形式のスイツチ、即ちリレー接点、他の固体形式
スイツチ等もその場所に使用することが出来る。
図示された回路においてはVMOS装置５のゲート
電圧が（−48）ボルトより（約＋５ボルト）上げ
られると、そのソースとドレーンの回路は導通
し、（−48）ボルト電源は加入者線に供給され
る。他方バイヤスによる非導通状態では（−28）
ボルトの低電圧が加入者線に供給される。

VMOS装置の導通路は両極性電流を流す利点が
ある。（例えばNPNトランジスターでは異る） 図示された残りの回路はライン電流が前に述べ
た閾値の上か下かを検出し、VMOS５のゲートに
前記の制御電圧を加える。

差動増幅器１４はチツプとリング線に流れる電
流レベルを電圧に変換し、高電流閾値と、掛け電
流閾値検出比較器１９，２０に加える。差動増幅
器１４の出力電圧は前記の抵抗器によりループ電
流１ミリアンペア当り45ミリボルト変化する。即
ちライン電流が15ミリアンペア以下のときには、
比較器２０の出力は低レベル電圧となり、インバ
ータ２１により反転し高電圧レベルがフリツプフ
ロツプ１０のリセツト入力Ｒに加えられる、結果
としてＱ出力は低レベル電圧となり、トランジス
ター８を導通し、（＋５）ボルトがVMOSのゲー
トに加えられる、これによりVMOS５は導通し、
前記の如く約（−48）ボルトがリング線に加えら
れる。

従つて掛け状態、加入者線ループ電流15ミリア
ンペア以下、即ち第１図の閾値「２」以下におい
て供給電圧は高レベルに切替えられ、電流は前記
第１図の「ｂ」レンジ内となる。

もしライン電流レベルが50ミリアンペア以上即
ち第１図の閾値「１」より高いと、即ち2.25ボル
トより高い電圧が差動増幅器１４よりコンパレー
タ１９に加えられ、高レベル出力がHI線に表
れ、フリツプフロツプ１０のＳ線に加えられる。
結果としてフリツプフロツプ１０のＱ出力は高レ
ベルの＋電圧となり、トランジスター８のベース
ーエミツターを逆バイヤスとし、導通を止める、
かくしてVMOS装置５は非導通となり、スイツチ
オフし、（−28）ボルト電源がダイオード７と抵
抗４を経てリング線に接続されることは前記の通
りである。

長距離電話線においては相当量の縦回路電流を
拾うことがある。VMOS装置（又はリレー）はこ
れらの電流の存在する場合にも電力供給を行うこ
とが出来る事を附記する。

低電圧状態にスイツチされているときダイオー
ドは、これらの縦回路電流を供給することは出来
ないが、ダイオードは短いループのときのみであ
り、これらの電流を生ずることは非常に少ない。
もしスイツチ制御がマイコンで行われる場合、ま
れではあるが相当量の縦回路電流が短いループに
おいて生ずることもあるが、このときは高電圧接
続に保たれる。

本装置は示された如く閾値１以上の高電流を検
出し、これにより線路に低電圧供給を行い電話局
またはPBXの電力供給装置に要求する電流供給量
を大きく減少せしめる。

本発明の技術分野に当る当業者によれば本文に
述べたものと異なる電流検出器の使用も有効であ
る。電流検出器はマイコンを動作し、本文に記述
したVMOS形又はその代りの他の形式のスイツチ
に制御信号を送ることも有効であり、さらに記述
した電力供給形式、即ちVMOS装置とダイオード
の組合せを希望により他の形のスイツチ制御形に
代えることが出来る。

本発明の主要事項は低ライン抵抗を示す定めら
れたレベルより、高い回路電流を検出し、これに
より回路に低電圧供給を行い、ライン電流の定め
られた低閾値以下えの降下により、低電圧供給よ
り高電圧供給へのスイツチ制御にある。

本発明はこの技術に関する専門家であれば特許
請求の範囲を逸脱しない範囲において種々の変形
を着想し得ることは容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるライン電流供給におけ
る線路電流レベルを明瞭ならしめるグラフ図であ
る。第２図は本発明の実施例を示す回路図であ
る。 図において、１…第１の閾値、２…第２の閾
値、Ｈ…高電圧（48V）供給における電流レベ
ル、Ｌ…低電圧（28V）供給における電流レベ
ル、Ｔ…チツプ線、Ｒ…リング線、５…VMOS装
置、１０…双安定フリツプフロツプ回路、１４…
差動増幅器、１９，２０…コンパレータ、２１…
インバータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高電圧源または低電圧源よりライン電力を供
   給する手段と、高電圧源が上記ラインに接続され
   ラインに流れる電流が予め定められた第一電流レ
   ベルより高いときはこれを検出する手段と、前記
   高電流の検出により、ラインに高電圧源の代りに
   低電圧源に切替える両極性電流スイツチ手段を具
   備することを特徴とする省電力ライン回路。 ２ 低電圧源よりダイオードを通してラインに電
   流を供給する手段、そのダイオードのカソードは
   低電圧源の（−）端子に接続し、高電圧源の
   （−）端子から両極性電流スイツチ手段を経て、
   ラインとダイオードのアノードに電流が供給さ
   れ、上記両電源の（＋）端子はライン電流帰路に
   接続され、これによりスイツチ手段が閉される
   と、ダイオードは逆バイヤスされる手段と、第一
   の予め定められた電流レベル以上のライン電流の
   検出手段により、前記の予め定められた電流レベ
   ル以上の前記電流を検出すると、スイツチ手段に
   より回路を開放制御する手段、これにより前記の
   ダイオードは正方向にバイヤスされ、低電圧源よ
   りラインに電流が供給されることを特徴とする省
   電力ライン回路。 ３ VMOS装置のソースとドレーン端子は、高電
   圧源と、ラインに接続され、ゲートターミナルは
   電流検出手段により動作する信号源に接続される
   特許請求範囲第２項記載の省電力ライン回路。 ４ 第一の予め設定された閾値より低い第二の予
   め設定された閾値以下のライン電流を検出する手
   段と、前記閾値以下電流検出により高電圧源をラ
   インに切替える手段を具備する特許請求範囲第３
   項に記載される省電力ライン回路。 ５ 前記ゲート端子は、ライン電流の予め設定さ
   れた第一の閾値以上を検出する手段の出力に接続
   される双安定フリツプフロツプの一つの端子に接
   続され、さらにライン電流の第二の予め設定され
   た閾値、これは第一の予め設定された閾値より低
   い電流値を検出する手段を含み、この出力はフリ
   ツプフロツプの第２の入力に接続され、前記電流
   の前記閾値以下の検出により、スイツチ手段を閉
   す制御をする特許請求の範囲第３項記載の省電力
   ライン回路。 ６ チツプとリング線を含む加入者ライン回路と
   一端をチツプとリング線に接続する一対の抵抗器
   と、一つの抵抗器の他端は共通電圧のターミナル
   に接続し、一つのダイオードはそのアノードを他
   の抵抗器の他端に接続し、そのカソードは電力供
   給の一つの電圧レベルに接続され、他の抵抗の他
   のターミナルから前記の一つの電圧レベルより更
   に負方向に高い電圧の電力供給に接続する両極性
   電流スイツチ手段と、前記ライン回路においてラ
   イン電流を検出しそれが第一の予め設定されたレ
   ベルより低いときは、両極性電流スイツチ手段を
   閉じこれにより高電圧をラインに加える第一の手
   段と、前記のライン回路においてライン電流を検
   出しそれが前記第二の予め設定されたレベルと前
   記の第一の予め設定されたレベルより高い時は、
   両極性電流スイツチ手段を閉すことを阻止する第
   二の手段により、低電圧レベルがラインに加えら
   れることを特徴とする省電力ライン回路。 ７ 両極性電流スイツチ手段はVMOSとする特許
   請求の範囲第６項記載の省電力ライン回路。 ８ 一つの電圧レベルは（−28）ボルトであり、
   高レベルは約（−48）ボルトとする特許請求の範
   囲第７項記載の省電力ライン回路。 ９ 双安定フリツプフロツプは、セツト、リセツ
   ト入力とＱ出力を含み、第二の検出手段の出力は
   セツト入力に、第一の検出手段はリセツト入力
   に、またＱ出力はVMOS装置のゲート入力制御用
   のトランジスターに接続される特許請求の範囲第
   ７項記載の省電力ライン回路。