DE19709806A1

DE19709806A1 - Externe Energiequelle für einen Hauptbatterieleistungsquellenschalter

Info

Publication number: DE19709806A1
Application number: DE19709806A
Authority: DE
Inventors: Shakil H Barkat; Gregory R Black
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Google Technology Holdings LLC
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2017-03-11
Also published as: BR9701265A; GB9703523D0; US5862493A; TW379477B; GB2311179A; FI971063A; GB2311179B; ITRM970127A1; MX9701892A; IT1295705B1; FR2746242B1; CA2199214C; AU711320B2; CN1086097C; CN1166121A; KR100223511B1; FR2746242A1; FI971063A0; JPH09261891A; AU1494297A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Funktelefone und insbesondere auf ein tragbares Telefon, bei dem ein Lei stungsquellenwechsel während eines Telefongesprächs auf einer Plattform eines globalen Systems für mobile Kommunikation durchgeführt werden kann.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Tragbare Telefone verwenden aktuell Batterien als ihre Haupt leistungsquelle. Beispielsweise verwenden zellulare Telefone eine befestigte oder interne tragbare Batterie, und transpor table Telefone, die manchmal als Taschentelefone bezeichnet werden, verwenden eine tragbare Batterie. Adapter, wie bei spielsweise Batterieeliminieradapter, Freisprechadapter oder Adapter für mobile Transceiver, können mit einem Fahrzeugzi garettenanzünder verbunden werden, um eine externe Leitungs quelle für das Vergrößern der Hauptbatterie zu liefern. Ein Umschalten von der Hauptbatterie zur externen Leistungsquelle und umgekehrt unterbricht die Leistungsversorgung zum Telefon und kann unter gewissen Bedingungen eine Beendigung des zel lularen sich im Gange befindlichen Telefongesprächs verursa chen. Beispielsweise umfassen Anwendungen des globalen Sy stems für mobile Kommunikation (GSM) einen Impulsfolgemodus, der 1,6 A oder mehr während einer Impulsfolge zieht. Wenn die Leistungsversorgung des zellularen Telefons, während einer GSM-Impulsfolge gewechselt wird, kann ein sich im Gange be findliches Telefongespräch abrupt beendet werden, wenn es nicht gelingt, die Umschaltung der Leistungsquelle während einer begrenzten Umschaltperiode vorzunehmen.

Die Umschaltperiode kann verlängert werden durch Verwendung eines Kondensators als Ladungsspeichereinheit. Aktuell spei chert ein großer 3300 µF Kondensator mit Abmessungen von 48 mm auf 12 mm eine Ladung während des Umschaltens. Wenn die tragbaren Telefone in der Größe kleiner werden, ist es jedoch nicht wünschenswert, einen großen Kondensator in ein Telefon aufzunehmen. Somit besteht ein Bedürfnis nach einem tragbaren Telefon, das einen Leistungsquellenwechsel während eines Te lefongesprächs ermöglicht, ohne daß ein großer Kondensator erforderlich ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Schaltschaltung des Standes der Technik.

Fig. 2 zeigt eine Kurve einer Spannung an den Anschlüssen A, B und B+ während des Ersetzens einer Leistungsquelle.

Fig. 3 zeigt einen Leistungsquellenschaltschaltung gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Eine Schaltschaltung ermöglicht es einem tragbaren Telefon, von einer Hauptbatterieleistungsquelle auf eine externe Lei stungsquelle, wie beispielsweise eine Fahrzeugbatterie, und umgekehrt, während eines Telefongesprächs zu wechseln, ohne daß eine erzwungene Gesprächsbeendigung riskiert wird. Eine Schaltschaltung steuert einen Feldeffekttransistor (FET) an, damit er sofort auf eine zweite Leistungsquelle umschaltet, bevor die Spannung an einem ersten Leistungsquellanschluß un terhalb die minimale Versorgungsspannung fällt, die erforder lich ist, um das Telefon angeschaltet zu halten. Somit ge stattet die Schaltschaltung dem Telefon, zwischen verschiede nen Leistungsquellen hin- und herzuschalten, ohne daß ein im Gange befindliches Gespräch unterbrochen wird. Das Schalten von einer tragbaren Hauptbatterie auf eine externe Leistungs quelle tritt meistens auf, wenn ein tragbares Telefon mit ei nem Adapter, wie beispielsweise einem Batterieeliminieradap ter, einem Freisprechadapter, oder einem mobilen Transcei veradapter, der wiederum durch eine Fahrzeugbatterie mit Lei stung versorgt wird, verbunden ist. Das Schalten von einer externen Leistungsquelle zu einer tragbaren Hauptbatterie tritt meistens auf, wenn die Fahrzeugzündung abgeschaltet wird. Das Einschließen der Schaltschaltung in ein tragbares Telefon eliminiert die Notwendigkeit eines großen Kondensa tors als Ladungsspeichervorrichtung, was die Größe und das Gewicht des tragbaren Telefons vermindert.

Fig. 1 zeigt eine Schaltschaltung des Standes der Technik. In dieser Schaltung ist der Hauptbatterieleistungsquellenan schluß A mit einem Leistungseingabeanschluß B+ eines tragba ren Telefons über FET Q1 verbunden, die eine inhärente Diode und einen Kondensator umfaßt. Der externe Leistungsquellan schluß B ist mit dem Gatter des FET Q1 mit dem Herabzugswi derstand R1 verbunden. Die Diode D1, bei der es sich vorzugs weise um eine Schottky-Diode handelt, verbindet den Anschluß B mit dem Leistungseingabeanschluß B+. Wenn am Anschluß B ex terne Leistung vorhanden ist, so ist die Spannung der exter nen Leistungsquelle größer als die Spannung der Hauptbatte rieleistungsquelle, womit das Gate des FET Q1 sich in einem hohen Zustand befindet und Leistung von der externen Lei stungsquelle an das Telefon geliefert wird.

Wenn die externe Leistung vom Anschluß B entfernt wird, so fällt die Spannung am Gate des FET Q1 und die Hauptbatterie leistung am Anschluß A wird mit dem Telefonleistungseingabe anschluß B+ verbunden, wenn das Gate des FET Q1 unterhalb die FET Gate-Schwellwertspannung fällt. Die Zeit, die das Gate des FET Q1 benötigt, um niedrig zu werden, wird bestimmt durch die Menge der Zeit, die es braucht, um die innere Kapa zität im FET durch den Widerstand R1 zu entladen. Dieses Schalten muß stattfinden, bevor sich der Kondensator C_L voll durch den Lastwiderstand R_L entlädt. Wenn die Spannung am Eingabeanschluß B+ unterhalb eine Schwellwertspannung fällt, wird das Telefon abgeschaltet und jedes im Gange befindliche Gespräch wird unterbrochen. Somit wird der FET, wenn die Spannung, die im Kondensator C_L gespeichert ist, zur Zeit des Umschaltens, nicht groß genug ist, nicht während der kur zen Kondensatorentladungsperiode schalten, und ein im Gange befindliches Telefongespräch wird unterbrochen. Dies tritt meistens auf, wenn die Leistungsquellen während einer GSM-Im pulsfolge ausgetauscht werden.

Fig. 2 zeigt die Kurve einer Spannung an den Anschlüssen A, B und B+ während einer Leistungsquellenersetzung. Die Kurve 21 zeigt die Spannung am Leistungseingangsanschluß B+ während einer GSM-Impulsfolge 211, die ungefähr 550 µsec. dauert. Die Kurve 22 zeigt die Spannung am externen Leistungsquellenan schluß B, der in diesem Beispiel die erste Leistungsquelle ist. Die Kurve 23 zeigt die Spannung am Hauptbatterieanschluß A, der in diesem Beispiel die zweite Leistungsquelle ist. Man beachte das Springen, das auftaucht, wenn die zweite Lei stungsquelle eingeschoben wird. Wenn die Leistungsquellen während einer Impuls folge 212 ausgetauscht werden, so fällt das Gate des FET Q1 nicht schnell genug ab, um die zweite Leistungsquelle zu schalten, bevor die Spannung am Eingabean schluß B+ unterhalb die minimale Versorgungs- oder Ab schaltspannung des tragbaren Telefons fällt. Die minimale Versorgungsspannung ist bei 2,85 Volt gezeigt, so daß ein im Gange befindliches Gespräch am Punkt 25 enden würde.

Eine Erhöhung der Kapazität des Kondensators C_L liefert eine zusätzliche Ladung am Eingabeanschluß B+ während eines Lei stungsquellenwechsels und erhöht die für den FET Q1 verfüg bare Zeit, um ein Schalten durchzuführen, wiewohl die physi sche Größe des Kondensators, der erforderlich ist, um zu ge währleisten, daß ein Gespräch nicht während eines Leistungs quellenaustausches während einer GSM-Impulsfolge abgebrochen wird, unerwünscht groß ist.

Fig. 3 zeigt einen Leistungsquellenschalter gemäß einer be vorzugten Ausführungsform. Die Schaltschaltung 30 eliminiert die Notwendigkeit eines massigen Kondensators hoher Kapazi tät, um das unerwünschte Abschalten eines Telefons während einer Leistungsquellenaustausches zu verhindern. Die Spannung am Knoten W wird von einem linearen Regler geliefert, der vom Eingabeanschluß B+ mit Leistung versorgt wird. Die Wider stände R2 und R3 werden so gewählt, daß die Spannung am Kno ten X mindestens die minimale Versorgungsspannung des Tele fons ist. Die Spannung am Knoten Y würde dann ungefähr 0,7 Volt über der Spannung am Knoten X liegen. Wenn die Spannung am Anschluß B unterhalb die Schwellwertspannung am Knoten Y fällt, so schaltet der Transistor Q2 ab und der Transistor Q3 schaltet ein, und verbindet das Gate des FET Q1 mit Erde oder irgend einer anderen Spannung unterhalb der Gate-Schwellwert- Spannung des FET Q1. Somit zwingt die Schaltschaltung 30 den FET Q1, mit einer schnelleren Rate zu schalten, und elimi niert die Notwendigkeit einer großen Kapazität des Kondensa tors C_L. Mit einem 20 µF Kondensator C_L hat der FET Q1 unge fähr 11,4 µsec, um von der ersten Leistungsquelle zur zweiten Leistungsquelle zu schalten, was mehr als genug Zeit ist, das Umschalten der vorgegebenen Schaltschaltung 30 zu vollenden. Umgekehrt schaltet, wenn die externe Leistungsquelle wieder angeschlossenen wird, und die Spannung am Anschluß B die Schwellwertspannung am Knoten Y übersteigt, der Transistor Q2 ein und der Transistor Q3 aus.

Die Spannung am Knoten X kann niedriger angesetzt werden als die Abschaltspannung des tragbaren Telefons, wobei die Schwellwertspannung am Knoten Y mindestens die Höhe der Ab schaltspannung des Telefons plus die Spannung über der Diode D1 sein sollte. Wenn beispielsweise die Diode D1 eine Schott ky-Diode mit einem 0,4 Volt Spannungsabfall ist und die mini male Versorgungsspannung des Telefons auf 2,65 Volt gesetzt wird, so beträgt die minimale Schwellwertspannung am Knoten Y 3,05 Volt. Somit eliminiert die Schaltschaltung 30 den in Fig. 2 gezeigten Spannungsabfallpunkt 25.

Somit verhindert die Schaltschaltung 30, daß das Telefon ein sich im Gang befindliches Gespräch unterbricht, sogar wenn die Leistungsquelle während einer GSM-Impulsfolge ausge tauscht wird. Der Schalter für das Umschalten von der exter nen Leistungsquelle auf die Hauptbatterieleistungsquelle eli miniert das Bedürfnis nach einem großen Kondensator und hält dennoch zellulare Telefongespräch aufrecht, die sich während eines Leistungsquellenersatzes im Gange befinden. Während spezielle Komponenten und Merkmale der Schaltschaltung oben beschrieben wurden, können modifizierte Komponenten oder Merkmale von einem Fachmann innerhalb der wahren Idee und des Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die Er findung soll nur durch die angefügten Ansprüche beschränkt werden.

Claims

1. Leistungsquellenschaltschaltung für ein tragbares Telefon, das eine minimale Versorgungsspannung hat, mit:
einem ersten Leistungsquellenanschluß;
einem zweiten Leistungsquellenanschluß;
einem Leistungseingabeanschluß eines tragbaren Telefons;
einem Feldeffekttransistor, der eine Gate-Schwellwert spannung für das umschaltbare Verbinden entweder des ersten Leistungsquellenanschlusses oder des zweiten Leistungsquellen anschlusses mit dem Leistungsquellenanschluß des tragbaren Te lefons hat; und
einer Schaltung für das Schalten eines Gate des Feld effekttransistors unterhalb der Gate-Schwellwertspannung, wenn eine Spannung am ersten Leistungsquellenanschluß unter eine Schwellwertspannung fällt, die mindestens der minimalen Versorgungsspannung entspricht.

2. Leistungsquellenschaltschaltung gemäß Anspruch 1, wobei eine erste Leistungsquelle, die mit dem ersten Leistungsquel lenanschluß verbunden ist, eine externe Leistungsquelle ist.

3. Leistungsquellenschaltschaltung gemäß Anspruch 1, wobei eine zweite Leistungsquelle, die mit dem zweiten Leistungs quellenanschluß verbunden ist, eine tragbare Batterie ist.

4. Leistungsquellenschaltung gemäß Anspruch 1, wobei die Schaltung das Gate des Feldeffekttransistors oberhalb der Schwellwertspannung schaltet, wenn eine Spannung am ersten Leistungsquellenanschluß auf die Schwellwertspannung an steigt.

5. Leistungsquellenschaltschaltung gemäß Anspruch 4, wobei eine erste Leistungsquelle, die mit dem ersten Leistungsquel lenanschluß verbunden ist, eine externe Leistungsquelle ist.

6. Leistungsquellenschaltschaltung gemäß Anspruch 4, wobei eine zweite Leistungsquelle, die mit dem zweiten Leistungs quellenanschluß verbunden ist, eine tragbare Batterie ist.

7. Leistungsquellenschaltschaltung gemäß Anspruch 1, wobei die Schaltung folgendes umfaßt:
einen ersten Transistor, der eine vorbestimmte Gate- Spannung hat, der mit dem ersten Leistungsquellenanschluß verbunden ist; und
einen zweiten Transistor, der ein Gate hat, das mit ei nem Drain-Anschluß des ersten Transitors verbunden ist.

8. Leistungsquellenschaltschaltung gemäß Anspruch 7, wobei die vorbestimmte Gate-Spannung des ersten Transitors minde stens gleich der minimalen Versorgungsspannung ist.

9. Leistungsquellenschaltschaltung gemäß Anspruch 1, wobei sie ferner eine Diode umfaßt, die mit dem ersten Leistungs quellenanschluß und dem Leistungseingabeanschluß des tragba ren Telefons verbunden ist.

10. Leistungsquellenschaltschaltung gemäß Anspruch 9, wobei die Schwellwertspannung mindestens gleich ist der Versor gungsspannung plus einer Diodenabfallspannung über der Diode.