电话线馈电电路解析

本文对从电话线上获取较大功率电源的几种电路进行了分析，比较它们的优缺点，并给出各个电路的适用场合。 在IC卡电话、多功能电话以及其它一些利用电话线进行通信的小型设备中使用电话线馈电电路，可以省去额外的外部电源或电池。

　　以前使用的普通电话机只需要很小功率就可满足正常通话的要求。它们利用交换机的馈电和简单的并联或串联线性稳压电路提供的几毫安电流，驱动通话电路工作，而不用过多关心效率与过流保护的问题。

　　可是，对于现在很多新型多功能电话机、公用IC卡电话机或利用公用交换网进行远程通信的小型设备来说，几毫安的电源电流远远满足不了需求。如果采用外部供电或电池供电，不但会增加成本，而且还会给用户的使用带来不便。最理想的方案是从线路馈电获取系统电源。但是根据GB/T 15297-2002标准，话机设备在挂机状态下能获取的电流只有500uA左右，在摘机状态下能获取的电流一般在18mA至80mA之间，另外线路阻抗的变化范围也很大，在恶劣状况下会达到1千多欧姆，这时如果采用传统电源电路肯定无法获得足够的功率。

　　馈电的基本原理

　　交换机采用电压或电流馈电方式向用户电路提供的电压一般为48V，挂机时的馈电电流一般小于500uA，摘机时的馈电电流在18mA至 80mA之间。由此可见，在挂机状态下，用户电路能得到的电流是相当有限的。可喜的是，如今单片机的低功耗技术取得了长足的进步，例如TI的MSP430 单片机能在几十微安的电流下工作。但是在挂机状态下，电话线上的智能设备仍然需要尽可能关闭多余的功能(如液晶显示等)以免产生过流，导致交换机方误判电话终端故障。

　　摘机状态下的馈电电流也是有限的。对于一定的线路阻抗，用户电路能从摘机电话线上获得的输入功率取决于所取电压。如果不考虑通讯要求，当所取电压为交换机电源电压的1/2或者输入电阻与线路阻抗相匹配时，用户电路能获得功率最大。但这样做会导致环路电阻过大，影响正常通讯，因此实际所取电压要低得多。这时所获得的功率几乎正比于所取电压，因而获得大功率电源的唯一办法就是在满足正常通讯对环路阻抗要求的情况下尽量提高输入电压。

　　但是，利用这种方法获得的输入功率还不能直接供电路使用，因为它只提高了电压，并未增加电流，还需要通过高效率的开关型DC/DC转换器进行功率转换，得到一个低电压、大电流的输出功率。

　　挂机馈电电路

　　图1：挂机馈电电路(恒流源配合线性稳压电路)。

　　在挂机状态下有多种馈电方式，恒流源配合线性稳压电路的馈电方式是常用的一种，图1给出了这种馈电方式的电路结构。在该电路中，电桥用来做极性保护，其后的一个恒流源电路与通讯电路并接。电流大小基本由R1决定，约为300uA，这是为了在保证挂机电源供应的同时，不会因为漏电过大而导致交换机方误判电话终端故障。由于电流太小，所以无法使用效率更高的开关电源。通讯电路一般采用变压器耦合以消除对地的不平衡，但如果电路允许，也可采用通讯电路与电桥共地的连接方式来简化电路。

　　摘机馈电电路

　　图2：摘机并联馈电电路。